作者:俞祁浩等 来源:《冰川冻土》 发布时间:2012-12-10 12:35:41
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块石层调控冻土路基地温问题研究获新进展

试验模型及观测系统


F2测点空气自然对流速度与该点温度随时间变化关系


第7周期块石层中间部位温度和空气流速时间变化过程


F2测点空气速度与其上部温差关系曲线


第7周期块石层不同位置空气流动速度随时间变化过程

利用块石层调控冻土路基地温是冻土工程主动冷却路基的一种重要措施,并在青藏铁路重大工程建设中得到广泛应用。块石层中空气流动特性的深入研究对其结构优化和效能提升具有重要意义,而不同温差条件下块石层中空气的流动特性,以及微风速的实际测定一直是其中亟待解决的问题。
 
中国科学院寒区旱区环境与工程研究所科研人员通过高精度微风速探测,首次获得封闭条件下块石层的空气流动特征。研究结果表明:在边界温度波动条件下,块石层内的降温过程与其内部自然对流过程密切相关,在对流作用下快速完成降温过程;升温过程则在相对较长时段内主要由内部的热传导换热完成,由此导致温度变化曲线非对称这一特殊现象的出现,并随深度增加而愈加明显。块石层上下端面的温差是对流发生及强度的关键控制因素,当温差达到一定量值时流速随温差的增加而加大,同时空气温度的变化也会对空气流动过程产生影响;块石层内整个空气流动过程是一个传递过程,也是热量传递的过程。
 
该研究结果对该种工程措施机理的进一步认识和改进、相关模拟计算参数的选取,以及在冻土区高等级公路等重大工程建设中的进一步有效应用均具有重要意义。
 
本研究项目得到中国科学院西部行动计划项目(KZCX2-XB2-10)、国家自然科学基金项目(41171059)共同资助;研究成果发表于《冰川冻土》。(来源:中科院寒区旱区环境与工程研究所)
 
 
 
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