• <tr id="yyy80"></tr>
  • <sup id="yyy80"></sup>
  • <tfoot id="yyy80"><noscript id="yyy80"></noscript></tfoot>
  • 99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

    強(qiáng)蒸發(fā)地區(qū)路基溫度分布特性及其預(yù)估模型

    2017-08-07 07:03:21平,李玲*,張
    關(guān)鍵詞:溫度梯度預(yù)估溫度場

    冉 武 平,李 玲*,張 翛

    (1.新疆大學(xué) 建筑工程學(xué)院, 新疆 烏魯木齊 830047;2.山西省交通科學(xué)研究院 黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 山西 太原 030006 )

    強(qiáng)蒸發(fā)地區(qū)路基溫度分布特性及其預(yù)估模型

    冉 武 平1,李 玲*1,張 翛2

    (1.新疆大學(xué) 建筑工程學(xué)院, 新疆 烏魯木齊 830047;2.山西省交通科學(xué)研究院 黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 山西 太原 030006 )

    為準(zhǔn)確掌握強(qiáng)蒸發(fā)地區(qū)受路面覆蓋效應(yīng)影響的礫類土路基溫度場的時(shí)空分布特性和規(guī)律,通過全天候溫度監(jiān)測,展開該路基溫度場分布特性的研究.研究結(jié)果表明,不同深度處的月平均溫度總體呈余弦或正弦函數(shù)分布,但相位角隨路基深度和升降溫過程的不同而變化;受路面覆蓋效應(yīng)影響較無路面覆蓋效應(yīng)影響的路基內(nèi)低溫峰值略低而高溫峰值略高,但其分布規(guī)律基本一致;溫度梯度在不同的溫度條件以及在不同深度處分布也不盡相同,最大溫度梯度在低溫季節(jié)下的90~150 cm深度范圍內(nèi).在此基礎(chǔ)上針對升溫過程和降溫過程,提出了溫度場預(yù)估模型,該模型具有較高的相關(guān)性,并為強(qiáng)蒸發(fā)地區(qū)考慮路面覆蓋效應(yīng)影響的路基內(nèi)部水汽遷移和濕度分布特性研究提供基礎(chǔ).

    礫類土路基;溫度分布特性;強(qiáng)蒸發(fā)地區(qū);路面覆蓋效應(yīng);預(yù)估模型

    0 引 言

    路基作為道路結(jié)構(gòu)的支撐體系,其工作性能受環(huán)境影響顯著.盡管濕度是影響路基強(qiáng)度和變形的關(guān)鍵因素,但路基溫度也是影響路基工作性能的主要因素,表現(xiàn)在季凍區(qū)的路基凍融循環(huán)、多年凍土區(qū)的水熱平衡以及強(qiáng)蒸發(fā)地區(qū)的溫度梯度引起的路基水汽遷移.就強(qiáng)蒸發(fā)地區(qū)而言,周期溫差大、蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量,從而致使該地區(qū)路基內(nèi)熱量傳導(dǎo)和水汽遷移現(xiàn)象非常顯著,因而一方面路基受路面覆蓋效應(yīng)影響顯著,路基濕度與溫度分布規(guī)律特殊,另一方面路基濕度受季節(jié)影響顯著,尤其是礫類土路基,水汽遷移是路基內(nèi)部濕度變化的關(guān)鍵因素.水汽遷移受溫度梯度和濕度梯度控制[1],但對強(qiáng)蒸發(fā)地區(qū)礫類土路基,內(nèi)部溫度變化的頻繁程度和劇烈程度更為顯著,礫類土毛細(xì)現(xiàn)象微弱,基質(zhì)吸力也較小,故溫度梯度成為影響路基濕度的關(guān)鍵所在.因此明確強(qiáng)蒸發(fā)地區(qū)路基溫度的時(shí)空分布特性以及溫度預(yù)估,對于受路面覆蓋效應(yīng)影響的強(qiáng)蒸發(fā)地區(qū)路基濕度的把握及工作性能評估意義重大.

    路基溫度場研究主要集中在兩方面,其一是基于融沉和凍脹的季凍區(qū)路基溫度場的研究[2-3],其二則是基于水熱平衡和冰凍病害的多年凍土區(qū)路基溫度場的研究,并針對性地提出各種狀況下的溫度場特性以及預(yù)估方法[4-7].溫度場的研究方法主要集中于數(shù)值分析、理論分析以及現(xiàn)場檢測等手段.長安大學(xué)的學(xué)者基于多年凍土區(qū)的氣候環(huán)境和道路結(jié)構(gòu)特點(diǎn),通過數(shù)值模擬對多年凍土區(qū)路基溫度場進(jìn)行研究[8-11];王麗[12]、Bosscher等[13]、張文濤等[14]采用熱敏電阻式、光纖光柵等傳感原理的溫度傳感器對嚴(yán)寒區(qū)和季凍區(qū)的道路溫度場進(jìn)行了全面的監(jiān)測和分析.白青波等[15]利用附面層原理借助非穩(wěn)態(tài)的熱傳導(dǎo)微分方程,建立了路基路面結(jié)構(gòu)的溫度場預(yù)估模型.

    通過上述文獻(xiàn)分析可知,路基溫度場分析主要集中于季凍區(qū)和多年凍土區(qū),而對于強(qiáng)蒸發(fā)地區(qū)受路面覆蓋效應(yīng)影響的礫類土路基溫度場研究較少.同時(shí)有研究表明,溫度的變化亦能引起基質(zhì)吸力變化,從而對水汽遷移產(chǎn)生影響[16].強(qiáng)蒸發(fā)地區(qū),地下水位較深,路基內(nèi)部濕度變遷主要是水汽遷移所致,而溫度分布特性則成為研究濕度特性的關(guān)鍵所在.鑒于此,本文通過對典型的強(qiáng)蒸發(fā)地區(qū)路基在有路面覆蓋和無路面覆蓋效應(yīng)下的路基內(nèi)不同深度溫度的不間斷監(jiān)測,實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù),并對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,進(jìn)而明確強(qiáng)蒸發(fā)地區(qū)路基溫度的時(shí)空分布特性.

    1 路基溫度檢測試驗(yàn)基本概況

    1.1 試驗(yàn)段氣候特征

    新疆維吾爾自治區(qū)托克遜縣屬典型大陸性暖溫帶荒漠氣候,光照充足、熱量豐富,年均氣溫15.1 ℃,降水量5.7 mm,蒸發(fā)量3 171.4 mm,無霜期可達(dá)219 d.該地區(qū)屬典型的強(qiáng)蒸發(fā)地區(qū).

    1.2 試驗(yàn)段道路結(jié)構(gòu)及路基材料

    試驗(yàn)段選在S301線托克遜縣境內(nèi),該道路為瀝青路面,等級為二級公路,道路結(jié)構(gòu)如圖1所示.路基填料最大干密度為2.28 g/cm3,最佳含水量為5.1%,其級配組成如表1所示.由現(xiàn)場取樣試驗(yàn)結(jié)果可知,路基填料為礫類土,因而填料的保濕狀況較細(xì)粒土差.為了提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確性,以現(xiàn)場土樣對濕度傳感器重新標(biāo)定,并對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,確保試驗(yàn)過程中數(shù)據(jù)采集和檢測的精度.

    圖1 試驗(yàn)段路面結(jié)構(gòu)Fig.1 Test road pavement structure

    1.3 試驗(yàn)段平面布置及傳感器埋設(shè)

    為研究路面覆蓋效應(yīng)對路基溫度場的影響,溫度傳感器分別布設(shè)于道路中心線下與土路肩邊緣部位.在道路中心線處,傳感器自路面結(jié)構(gòu)下30 cm開始布設(shè),每隔30 cm布設(shè)1個(gè)監(jiān)測點(diǎn),共布設(shè)6個(gè),檢測范圍為路面結(jié)構(gòu)下180 cm深度內(nèi),編號為F30~F180;在路肩處也自路面結(jié)構(gòu)下30 cm 開始布設(shè),而后每隔60 cm布設(shè)1個(gè)傳感器,共布設(shè)3個(gè),編號為Y30、Y90和Y150.路肩處的傳感器用作有無路面覆蓋效應(yīng)的對比試驗(yàn).傳感器布設(shè)如圖2所示.所有數(shù)據(jù)每小時(shí)采集一次并自動(dòng)存儲(chǔ).通過連續(xù)近兩年的數(shù)據(jù)采集,得出路基內(nèi)部不同深度處月平均溫度分布特性及規(guī)律。

    表1 路基填料級配組成Tab.1 Subgrade filling gradation composition

    圖2 溫度傳感器布設(shè)Fig.2 The temperature sensor setting

    2 監(jiān)測數(shù)據(jù)及分析

    監(jiān)測工作于2014年8月1日開始,采集系統(tǒng)自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù),定期進(jìn)行數(shù)據(jù)提取,數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析從2014年8月1日至2016年7月31日.

    2.1 年溫度變化規(guī)律

    圖3是對氣象資料統(tǒng)計(jì)得到的托克遜地區(qū)2015年7月~2016年8月的日最高溫與日最低溫.由圖可知,該地區(qū)溫差較大,溫差比例隨氣溫減小不斷增大.該地區(qū)在連續(xù)監(jiān)測的14個(gè)月內(nèi),最高氣溫為49 ℃,而最低氣溫為-16 ℃,氣溫出現(xiàn)負(fù)溫僅為3個(gè)月左右.其中高溫季節(jié)為7月份,而低溫季節(jié)為1月份.從峰值溫度變化的趨勢來看,總體呈現(xiàn)出正弦或余弦的三角函數(shù)分布趨勢.這期間共出現(xiàn)降水天氣14 d,每月平均的降水僅為1 d.這足以說明該地區(qū)夏季氣溫高,晝夜溫差大,降雨量小,蒸發(fā)量大,氣候干燥.

    圖4為道路中心線下受路面覆蓋效應(yīng)影響的路基30~180 cm的溫度分布特性.由圖可知:路基不同深度處的年溫度變化趨勢總體仍呈現(xiàn)顯著的正弦或余弦的三角函數(shù)分布特性.但不同深度處的溫度峰值大小和出現(xiàn)的時(shí)刻卻不同.在路基內(nèi)部0~60 cm范圍內(nèi),年最低溫出現(xiàn)在1月上旬,最高溫出現(xiàn)在7月中旬.而之后的深度范圍內(nèi),路基低溫峰值不斷滯后至1月下旬,而高溫峰值則出現(xiàn)在7月初.造成該現(xiàn)象主要是由于兩方面原因:其一是由于隨著深度增加,熱量在傳導(dǎo)過程中伴隨能量衰減;其二是由于路基內(nèi)部溫度的不斷增加,水汽遷移加劇.由于路面覆蓋效應(yīng)的影響,水汽積聚在路基40~80 cm范圍內(nèi)[17],故而造成這部分路基的熱容不斷增加吸收更多的熱量,而傳導(dǎo)的熱量減小,這是主要原因.隨后由于氣溫下降,路基內(nèi)部整體溫度也在下降,因而出現(xiàn)隨著路基深度不斷增加,內(nèi)部高溫峰值出現(xiàn)略微的提前而并非滯后.

    圖3 托克遜地區(qū)氣溫分布Fig.3 The temperature distribution of Toksun area

    圖4 路基不同深度溫度分布Fig.4 The temperature distribution of different depth subgrade

    2.2 沿路基深度的溫度分布特性

    受氣溫升降影響,路基內(nèi)部不同深度處的溫度分布狀況如圖5和6所示.其中圖5為2015年7月~2016年2月逐漸降溫過程,而圖6則為2016年1~7月的升溫過程.

    由圖可知在監(jiān)測范圍內(nèi):(1)無論是升溫過程還是降溫過程,30~60 cm范圍內(nèi)路基內(nèi)部全年溫度梯度最小.主要是該范圍內(nèi)受路面覆蓋效應(yīng)影響路基濕度最大,這也說明影響路基溫度場分布的不僅是熱傳導(dǎo)過程而且還與路基濕度場特性密切相關(guān).(2)從曲線分布特性來看,從每年的4~8月路基內(nèi)部溫度沿路基深度逐漸減小,氣溫高溫度沿深度分布曲線斜率越大.(3)從9月到次年的3月路基內(nèi)部溫度沿深度分布出現(xiàn)波動(dòng),且隨著逐漸進(jìn)入到冬季,溫度沿深度波動(dòng)逐漸加?。?月份的路基內(nèi)部最高溫度位于90 cm深度處,隨后幾個(gè)月均在120 cm深度處.造成該溫度分布特性主要是路基內(nèi)部濕度分布和路基填料的性質(zhì)所致.根據(jù)文獻(xiàn)[17]可知,受路面覆蓋效應(yīng)影響,水汽遷移后主要集聚在40~80 cm,因而該段范圍內(nèi)熱容不斷增大,而其下范圍內(nèi)則隨著水汽遷移,熱容不斷減?。?dāng)外界氣溫不斷降低時(shí),0~90 cm范圍內(nèi)路基熱量也不斷衰減,此時(shí)下部路基結(jié)構(gòu)內(nèi)的熱量又開始向上部路基補(bǔ)充.由于該部分熱容低,當(dāng)熱量損失時(shí),溫度下降較快;但鑒于砂礫性土熱傳導(dǎo)性能較低,故而僅在有限范圍進(jìn)行熱量傳遞,因而出現(xiàn)溫度沿深度波動(dòng)分布特性.

    圖5 降溫過程路基溫度分布Fig.5 Subgrade temperature distribution in thenfalling process

    圖6 升溫過程路基溫度分布Fig.6 Subgrade temperature distribution in thenrising process

    2.3 路基溫度梯度

    由圖7可知,路基內(nèi)溫度梯度總體可大致分為3部分:首先是升降溫過渡段,路基內(nèi)部的溫度梯度最?。黄浯问堑蜏丶竟?jié),溫度梯度最大;而高溫季節(jié)溫度梯度介于二者之間.從路基不同深度來看,30~60 cm范圍內(nèi)溫度梯度最小,而90~150 cm范圍內(nèi)溫度梯度最大,60~90 cm范圍內(nèi)溫度梯度介于二者之間,故而具有相對較大的熱容和熱傳導(dǎo)性;而在90~150 cm濕度梯度最大,這是濕度的極度不均衡引起熱容和熱傳導(dǎo)差異性較大,從而出現(xiàn)較大的溫度梯度.尤其是在低溫季節(jié),由于30~60 cm范圍內(nèi)逐漸出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象,根據(jù)熱量平衡原理,90~150 cm范圍內(nèi)的熱量向上層傳導(dǎo),從而造成最大和最小溫度梯度均出現(xiàn)在該時(shí)段.

    圖7 路基溫度梯度分布Fig.7 Subgrade temperature gradient distribution

    2.4 路面覆蓋效應(yīng)對路基溫度分布的影響

    由圖8可知,受路面覆蓋和無覆蓋的路基內(nèi)部相同深度處的年溫度變化規(guī)律總體一致.但于上層覆蓋層的不同,仍存在差異性.首先高低溫的峰值大小不同,覆蓋層下的路基溫度顯著高于無覆蓋層,而且隨著深度增加,溫差不斷變大;其次峰值出現(xiàn)的時(shí)刻不同,無覆蓋層路基較有覆蓋層路基年溫度峰值出現(xiàn)時(shí)刻滯后,且隨著路基深度增加,滯后越來越顯著.這主要是由于該地區(qū)強(qiáng)烈的熱輻射,使得作為覆蓋層路面吸收大量熱量,路面表面的溫度往往高于大氣溫度,加之覆蓋層的保溫功能,覆蓋層下方路基高溫溫度峰值高于無覆蓋層;在低溫季節(jié)由于覆蓋層下方路基濕度大于無覆蓋層路基濕度,且二者分布存在顯著的差別[17],因此出現(xiàn)低溫季節(jié)覆蓋層路基溫度低于無覆蓋層路基溫度.

    圖8 路面覆蓋與無覆蓋的路基溫度分布Fig.8 Subgrade temperature distribution by the pavement blanketing and without blanketing

    3 基于統(tǒng)計(jì)法的溫度預(yù)估模型

    基于統(tǒng)計(jì)法的溫度預(yù)估模型盡管存在地域的局限性,但是借助測溫元件的不間斷監(jiān)測數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的氣象資料,采用回歸分析建立相應(yīng)的預(yù)估模型,尤其是針對考慮特殊條件影響因素時(shí),其方法簡單、適用性強(qiáng)、計(jì)算精度高的優(yōu)勢將更為明顯.因此本文采用該方法,展開對強(qiáng)蒸發(fā)地區(qū)受路面覆蓋效應(yīng)影響顯著的路基溫度預(yù)估模型研究.

    3.1 預(yù)估模型選擇

    影響路基溫度分布的首要因素是氣候條件,亦即氣溫的年變化特性;其次就是路基填料的熱物理性質(zhì)以及路基濕度分布特性.由前述的路面覆蓋效應(yīng)影響下的路基溫度場分布特性可知存在3個(gè)特點(diǎn):(1)溫度場總體呈余弦或正弦函數(shù)分布;(2)隨著深度增加溫度曲線幅值也即相位角不斷變化,而且在升溫階段和降溫階段相位角隨深度變化趨勢不同;(3)沿路基深度的增加,溫度曲線的幅值在逐漸衰減.根據(jù)對升溫和降溫過程的溫度分布曲線分析,在一個(gè)完整的數(shù)據(jù)監(jiān)測周期內(nèi),曲線并非完全對稱.鑒于上述分析,將升溫過程和降溫過程采用不同的三角函數(shù),從而可得出溫度預(yù)估模型.

    升溫過程:

    (1)

    降溫過程:

    (2)

    函數(shù)f(H)表征的是基于年氣溫振幅條件下的同一時(shí)刻溫度沿深度的分布特性,該函數(shù)主要是考慮了溫度振幅變化、路面覆蓋效應(yīng)影響下的路基濕度分布不均衡對溫度場的影響.同時(shí)考慮到計(jì)算公式的應(yīng)用便利性,函數(shù)f(H)采用多項(xiàng)式表達(dá).路基溫度與深度相關(guān)性分析如表2所示.

    表2 路基溫度與深度相關(guān)性分析Tab.2 Subgrade temperature and depth correlation analysis

    通過相關(guān)性分析可知,無論是升溫階段還是降溫階段,三次多項(xiàng)式的相關(guān)性顯著高于一次和二次多項(xiàng)式相關(guān)性.因此函數(shù)f(H)選擇三次多項(xiàng)式.綜上所述,觀測的溫度預(yù)估模型如下:

    升溫階段(每年的3~8月):

    (3)

    降溫階段(每年的9月~次年2月):

    (4)

    式中:tθ為氣溫年振幅值,℃;a~g為待定回歸系數(shù);s為時(shí)間,d,從3月1日計(jì)起為1,到次年的2月28日為365;其他字母含義同上式.

    3.2 預(yù)估模型系數(shù)的確定

    根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù),以2015年3月~2016年2月的實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸,以確定回歸系數(shù).通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,該時(shí)間段內(nèi)的年平均氣溫為15.4 ℃,氣溫年振幅值為41.7 ℃;對路基溫度實(shí)測數(shù)據(jù)和相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,即可得到路基溫度場預(yù)估模型的待定回歸系數(shù).回歸分析結(jié)果見表3. 預(yù)估模型的判定系數(shù)R2達(dá)到了相當(dāng)高的水平.

    表3 預(yù)估模型回歸系數(shù)Tab.3 Regression coefficients of prediction model

    3.3 預(yù)估模型評價(jià)與驗(yàn)證

    針對上述預(yù)估模型,采用該地區(qū)2014年8月1日~2015年2月28日的數(shù)據(jù)驗(yàn)證降溫階段的預(yù)估模型;采用2016年3月1日~2016年7月31日的數(shù)據(jù)驗(yàn)證升溫階段的預(yù)估模型,如圖9和10 所示.其中降溫過程曲線中0~184代表1.8 m深度的溫度曲線,以此類推,184~368、368~552、552~736、736~920、920~1 104分別代表1.5、1.2、0.9、0.6和0.3 m的預(yù)估和實(shí)測的溫度曲線.而升溫過程曲線中0~153、153~306、306~459、459~612、612~765、765~918分別代表1.8、1.5、1.2、0.9、0.6和0.3 m的預(yù)估和實(shí)測的溫度曲線.由圖可知,預(yù)估值與實(shí)測值的曲線除了在高低溫峰值存在一些偏差,總體擬合度較高,以說明該預(yù)估模型滿足該地區(qū)溫度場預(yù)估的工程需要.

    圖9 降溫階段路基溫度實(shí)測值與預(yù)估值對比Fig.9 Comparison of measured value and predicted valuenof subgrade temperature in the falling process

    圖10 升溫階段路基溫度實(shí)測值與預(yù)估值對比Fig.10 Comparison of measured value and predicted valuenof subgrade temperature in the rising process

    4 結(jié) 論

    (1)強(qiáng)蒸發(fā)地區(qū)的礫類土路基溫度分布總體仍呈現(xiàn)正弦或余弦函數(shù)分布規(guī)律,但峰值溫度的出現(xiàn)時(shí)刻隨深度不同.路基內(nèi)部0~60 cm范圍內(nèi),年最低溫出現(xiàn)在1月中旬,最高溫出現(xiàn)在7月中旬.而之后深度范圍內(nèi),路基低溫峰值不斷滯后至1月下旬,而高溫峰值則提前至7月初.建議對強(qiáng)蒸發(fā)地區(qū)路基溫度場劃分為降溫階段和升溫階段進(jìn)行分析研究.

    (2)從溫度沿深度分布特性來看,每年的4~8月路基內(nèi)部溫度沿路基深度逐漸減小,氣溫越高溫度沿深度分布曲線斜率越大,而從9月到次年的3月路基內(nèi)部溫度沿深度分布出現(xiàn)波動(dòng),且隨著逐漸進(jìn)入到冬季溫度沿深度波動(dòng)逐漸加?。?/p>

    (3)季節(jié)不同溫度梯度不同,氣溫升降溫過渡段溫度梯度最??;冬季溫度梯度最大;而高溫季節(jié)路基內(nèi)部的溫度梯度則介于二者之間.從路基不同深度來看,30~60 cm范圍的溫度梯度最小,90~150 cm范圍的溫度梯度最大,而60~90 cm范圍的溫度梯度則介于二者之間.建議將溫度梯度分為3部分進(jìn)行分析.

    (4)在相同深度處,受路面覆蓋效應(yīng)影響的路基高溫峰值高于無覆蓋路基,而低溫峰值則低于無覆蓋路基,且隨著深度增加,相同深度處的峰值溫差不斷變大.

    (5)可根據(jù)本文提出的路基溫度場預(yù)估模型,進(jìn)一步準(zhǔn)確分析路基濕度特性,從而實(shí)現(xiàn)對路基工作性能的全面把控.

    [1]FREDLUND D G, RAHARDJO H. Soil Mechanics for Unsaturated Soils [M]. New York:John Wiley & Sons, 1993.

    [2]譚憶秋,徐慧寧,周純秀,等. 季節(jié)性冰凍地區(qū)路基溫度場分布規(guī)律[J]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 43(8):98-102.

    TAN Yiqiu, XU Huining, ZHOU Chunxiu,etal. Temperature distribution characteristic of subgrade in seasonally frozen regions [J]. Journal of Harbin Institute of Technology, 2011, 43(8):98-102. (in Chinese)

    [3]侯 蕓,田 波,邴文山. 季節(jié)性冰凍地區(qū)路基內(nèi)溫度場、濕度場耦合計(jì)算[J]. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào), 2002, 30(3):296-301.

    HOU Yun, TIAN Bo, BING Wenshan. Numerical simulation of coupling field of temperature and humidity on subgrade in frost zone [J]. Journal of Tongji University, 2002, 30(3):296-301. (in Chinese)

    [4]張明禮,溫 智,薛 珂,等. 青藏鐵路多年凍土區(qū)潤濕地段斜坡路基溫度與變形分析[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào), 2016, 35(8):1677-1687.

    ZHANG Mingli, WEN Zhi, XUE Ke,etal. Temperature and deformation analysis on slope subgrade with rich moisture of Qinghai-Tibet railway in permafrost regions [J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2016, 35(8):1677-1687. (in Chinese)

    [5]DENG Ronggui, DENG Lin, LU Yan,etal. The effect of permafrost preservation of different highth subgrade in permafrost regions [C] // International Conference on Transportation Engineering 2009 (ICTE 2009). New York:American Society of Civil Engineers, 2009:1123-1127.

    [6]馬勤國,賴遠(yuǎn)明,吳道勇. 多年凍土區(qū)高等級公路路基溫度場研究[J]. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2016, 47(7):2415-2423.

    MA Qinguo, LAI Yuanming, WU Daoyong. Analysis of temperature field of high grade highway embankment in permafrost regions [J]. Journal of Central South University (Science and Technology), 2016, 47(7):2415-2423. (in Chinese)

    [7]劉 戈,陳建兵,金 龍,等. 高原多年凍土區(qū)寬幅路基水熱傳輸規(guī)律研究[J]. 中外公路, 2014, 34(2):58-63.

    LIU Ge, CHEN Jianbing, JIN Long,etal. Study on the regularity of moisture and heat transport of large-width embankment in permafrost regions of the Qing-Tibetan plateau [J]. Journal of China and Foreign Highway, 2014, 34(2):58-63. (in Chinese)

    [8]毛雪松,王秉綱,胡長順,等. 路基凍結(jié)過程中溫度場對變形場的影響[J]. 長安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2005, 25(5):11-14.

    MAO Xuesong, WANG Binggang,HU Changshun,etal. Effect of temperature field on deformation field during freezing process of subgrade [J]. Journal of Chang′an University (Natural Science Edition), 2005, 25(5):11-14. (in Chinese)

    [9]汪海年,竇明健. 青藏高原多年凍土區(qū)路基溫度場數(shù)值模擬[J]. 長安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2006, 26(4):11-15.

    WANG Hainian, DOU Mingjian. Numerical simulation of thermal field in permafrost embankments of Qinghai-Tibet highway [J]. Journal of Chang′an University (Natural Science Edition), 2006, 26(4):11-15. (in Chinese)

    [10]王鐵行,胡長順,王秉綱,等. 考慮多種因素的凍土路基溫度場有限元方法[J]. 中國公路學(xué)報(bào), 2000, 13(4):8-11.

    WANG Tiexing, HU Changshun, WANG Binggang,etal. A finite element method for thermal field analysis of frozen soil subgrade on the consideration of all field-factors [J]. China Journal of Highway and Transport, 2000, 13(4):8-11. (in Chinese)

    [11]汪海年,竇明健,吳敏慧. 青藏高原凍土區(qū)路面類型對路基溫度場影響的非線性分析[J]. 冰川凍土, 2005, 27(2):169-175.

    WANG Hainian, DOU Mingjian, WU Minhui. Nonlinear analysis of the influence of pavement types on embankment thermal regime in permafrost regions on the Tibetan plateau [J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2005, 27(2):169-175. (in Chinese)

    [12]王 麗. 道路結(jié)構(gòu)溫度場實(shí)測研究[J]. 公路, 2003(8):30-35.

    WANG Li. A study on actual measurement of temperature field of road structure [J]. Highway, 2003(8):30-35. (in Chinese)

    [13]BOSSCHER P J, BAHIA H U, THOMAS S,etal. Relationship between pavement temperature and weather data:Wisconsin field study to verify superpave algorithm [J]. Transportation Research Record, 1998(1609):1-11.

    [14]張文濤,孫寶臣,杜彥良. 基于光纖光柵的青藏鐵路凍土路基地溫監(jiān)測試驗(yàn)研究[J]. 石家莊鐵道學(xué)院學(xué)報(bào), 2005, 18(4):49-51.

    ZHANG Wentao, SUN Baochen, DU Yanliang. Experiment study on Qinghai-Tibet railroad subgrade temperature monitoring based on FBG sensors [J]. Journal of Shijiazhuang Railway Institute, 2005, 18(4):49-51. (in Chinese)

    [15]白青波,李 旭,田亞護(hù). 路基溫度場長期模擬中的地表熱邊界條件研究[J]. 巖土工程學(xué)報(bào), 2015, 37(6):1142-1149.

    BAI Qingbo, LI Xu, TIAN Yahu. Upper boundary conditions in long-term thermal simulation of subgrade [J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2015, 37(6):1142-1149. (in Chinese)

    [16]王鐵行,胡長順. 多年凍土地區(qū)路基溫度場和水分遷移場耦合問題研究[J]. 土木工程學(xué)報(bào), 2003, 36(12):93-97.

    WANG Tiehang, HU Changshun. Study on the problem of coupled temperature field and moisture migration field of subgrade in permafrost region [J]. China Civil Engineering Journal, 2003, 36(12):93-97. (in Chinese)

    [17]冉武平,李 玲. 考慮路面覆蓋效應(yīng)的路基平衡濕度分布及預(yù)估[J]. 重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2015, 34(6):58-62.

    RAN Wuping, LI Ling. Distribution and prediction of equilibrium moisture of subgrade considering pavement blanketing effect [J]. Journal of Chongqing Jiaotong University (Natural Science), 2015, 34(6):58-62. (in Chinese)

    Temperature distribution characteristics and prediction model of subgrade in strong evaporation area

    RAN Wuping1,LI Ling*1,ZHANG Xiao2

    (1.School of Architectural and Civil Engineering, Xinjiang University, Urumqi 830047,China;2.Key Laboratory of Highway Construction and Maintenance Technology in Loess Region, Shanxi Transportation Research Institute, Taiyuan 030006, China )

    In order to accurately grasp the temporal-spatial distribution characteristics and law of the temperature field of the gravel subgrade affected by pavement blanketing effect in the strong evaporation area, the temperature field distribution characteristics of the subgrade are studied by all-weather temperature monitoring. The results show that the monthly mean temperature at different depths is general cosine or sine function distribution, but the phase angle varies with the depth of the subgrade and the temperature rising and falling process. The low-temperature peak value of the subgrade affected by pavement blanketing effect is slightly lower than that of the subgrade without pavement blanketing effect, and the high-temperature peak value is slightly higher, but the distribution law is basically the same. The temperature gradient distributions are not the same along the different temperature conditions and subgrade depths, the maximum temperature gradient is in 90-150 cm depth range of the low-temperature seasons. Based on this, a temperature field prediction model is proposed for the heating process and the cooling process. The model has a high correlation and can provide the basis for moisture transfer and moisture distribution characteristics study of the subgrade in the strong evaporation area considering the influence of pavement blanketing effect.

    gravel subgrade; temperature distribution characteristics; strong evaporation region; pavement blanketing effect; prediction model

    1000-8608(2017)04-0403-08

    2016-11-03;

    2017-05-24.

    國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51368058);黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題資助項(xiàng)目(KLTLR-Y14-10).

    冉武平(1977-),男,博士,副教授,E-mail:ranwp@xju.edu.cn;李 玲*(1977-),女,碩士,講師,E-mail:lil@xju.edu.cn.

    TU443

    A

    10.7511/dllgxb201704011

    猜你喜歡
    溫度梯度預(yù)估溫度場
    美國銀行下調(diào)今明兩年基本金屬價(jià)格預(yù)估
    溫度對中小跨徑混凝土梁橋應(yīng)力及變形的影響研究
    鋁合金加筋板焊接溫度場和殘余應(yīng)力數(shù)值模擬
    嚴(yán)寒地區(qū)混凝土箱梁實(shí)測溫度梯度分析
    山西建筑(2019年21期)2019-12-02 02:35:08
    溫度梯度場對聲表面波器件影響研究
    電子制作(2018年23期)2018-12-26 01:01:20
    基于紋影法的溫度場分布測量方法
    MJS工法與凍結(jié)法結(jié)合加固區(qū)溫度場研究
    建筑科技(2018年6期)2018-08-30 03:41:08
    史密斯預(yù)估控制在排焦控制中的應(yīng)用
    高速鐵路CRTSⅢ型板式無砟軌道溫度梯度試驗(yàn)研究
    鐵道建筑(2015年3期)2015-12-26 09:41:44
    X80鋼層流冷卻溫度場的有限元模擬
    仪征市| 白水县| 光山县| 双江| 简阳市| 迁安市| 柘荣县| 罗田县| 景洪市| 叶城县| 介休市| 盖州市| 农安县| 本溪市| 集贤县| 安达市| 浑源县| 凤山市| 安顺市| 桑植县| 陇川县| 常德市| 布尔津县| 甘德县| 兴业县| 博客| 亚东县| 公安县| 兰溪市| 科技| 涪陵区| 鄂托克前旗| 东光县| 象州县| 光泽县| 当雄县| 灌南县| 兰州市| 安达市| 瑞安市| 大理市|