摘要：针对多年冻土边坡的冻融滑塌问题,结合无动力通风技术、通风管降温技术和锚固技术,提出一种新型框架免动力加速对流锚杆边坡支护结构,并阐述了新型结构的工作机理。基于通风工程和传热学理论,建立免动力加速对流锚杆与土体换热的计算模型,给出免动力加速对流锚杆的热效应理论计算方法;基于Winkler弹性地基梁理论,建立框架免动力加速对流锚杆边坡支护结构与土体协同工作的计算模型,提出框架免动力加速对流锚杆边坡支护结构的力学效应理论计算方法。结合算例,采用提出的理论计算方法对框架免动力加速对流锚杆边坡支护结构的热-力学效应进行分析,并利用自主研发的框架免动力加速对流锚杆支护多年冻土边坡的水热力耦合分析软件对提出的理论计算方法进行验证,结果表明:(1)无动力风帽极大提升了免动力加速对流锚杆的通风能力,增大了外界冷空气与边坡内部土体之间的对流换热强度,促使多年冻土边坡内冻融交界面逐年抬升;(2)框架免动力加速对流锚杆边坡支护结构减弱了边坡土体的冻胀作用,能够提高多年冻土边坡的稳定性;(3)文章提出的理论计算方法具有一定的准确性和合理性,可为框架免动力加速对流锚杆边坡支护结构的设计提供理论依据。

摘要：为了研究寒区格构梁与锚杆复合结构变形和内力在冻胀作用下的变化规律,基于Winkler弹性地基梁理论,建立考虑冻胀作用的复合结构计算模型。考虑到土体与支护结构协调变形的特点,将土体的冻胀位移视为自由冻胀和复合结构约束冻胀两部分的叠加,推导出冻胀力计算公式,并采用有限差分法推导冻胀作用下格构梁变形和内力的计算公式。通过算例分析得出,考虑冻胀作用后复合结构的变形和内力十分显著,在寒区边坡支护工程设计时,应当考虑冻胀力的作用并预留足够的安全度。模型试验结果显示,格构梁位移、内力以及锚杆拉力的计算值与试验值分布规律及变化趋势基本一致,说明给出的冻胀效应计算方法合理、可行,为寒区格构梁与锚杆复合结构的分析与设计提供了一种新的思路。

摘要：框架通风锚管多年冻土边坡支护结构是基于“积极保护冻土”的原则提出的一种同时具备通风降温功能和锚固功能的新型多年冻土边坡支护结构,为了推动该结构在工程中的应用,现对其降温效果进行研究。首先,对通风锚管与土体之间的管壁换热机制进行分析,得出考虑风速影响的管壁热流密度计算公式;然后建立通风锚管径向传热模型,以管壁热流密度作为锚管边界条件,通过摄动方法求解,得出径向冻结锋面扩展的降温效果评价指标;同时,基于能量守恒定律得出通风锚管轴向坡面融深变化的另一降温效果评价指标;采用自主研发的有限元程序对通风锚管的降温效果进行数值模拟,并结合理论结果进行验证分析。结果表明:管壁的热交换作用是对流换热和蒸发散热两种作用的叠加;通风锚管具备较好的降温效果,且受管壁开孔率的影响较大;给出的评价指标能够全面的评价通风锚管的降温效果;有限元结果也证实了通风锚管良好的降温效果以及评价指标的合理性。研究成果能够为结构的设计提供理论依据和指导。

摘要：针对现有洞口段浅埋偏压隧道支护结构在施工时所存在的容易坍塌、整体位移过大等问题,在充分发挥抗滑桩、锚索和管棚优点的基础上,利用交叉施工和分时注浆方法,提出一种洞口段浅埋偏压隧道新型防护结构。建立地形偏压下防护结构的简化分析模型,并利用M法对防护结构在地形偏压下的内力和位移进行求解;然后利用变形协调条件对结构的内力和位移进行修正,最终得出该新型结构在地形和施工偏压联合作用下的受力和变形状况。结合算例,对新型防护结构的内力和位移分布规律进行分析,并将计算结果与ADINA模拟结果进行对比,验证了简化计算方法的可靠性,为该新型结构的分析与设计提供了理论基础和依据。

摘要：因具有计时准确、重量轻、体积小和功耗低等优点,铷原子钟广泛应用于通讯和卫星导航领域,原子钟铷泡中精准的铷量是决定其稳定性和寿命长短的关键因素。采用自行设计制造的玻璃集成器,结合麦克斯韦速率分布规律和Langmuir物质蒸发与凝结理论,研究了凝结法充填铷泡过程中凝结速率和凝结时间等关键工艺参数的控制因素。研究结果表明,可以利用蒸发和凝结理论指导本研究中凝结工艺参数的优化;在设定的条件下,当凝结系数σ取0.016~0.019时,充铷量可以得到较精确地控制。

摘要：为了更科学地评价地震荷载作用下土钉支护季节冻土边坡的抗震性能,基于热-动力理论控制方程,应用大型非线性有限元软件ABAQUS,建立带有黏弹性人工边界的地震荷载作用下土钉支护季节冻土边坡的数值模型,对比分析夏季和冬季这两个典型季节时的加速度响应、位移响应以及土钉轴力响应。结果表明:无论是夏季还是冬季,加速度峰值随着季节冻土边坡高程以及激振加速度峰值增加而增加,在夏季时刻的季节冻土边坡坡顶位置处达到最大。此外,在不同地震波峰值加速度作用下,相同位置处的位移响应峰值却有明显的不同,同一地震烈度地震波激震时,夏季的季节冻土边坡坡顶位移最大,表明地震荷载对夏季的季节冻土边坡坡顶破坏效应最为明显,土钉轴力具有高程放大效应和坡面放大效应,季节冻土边坡坡底至坡顶的土钉端部轴力峰值逐渐增大。文中数值模拟模型及结论可为制定地震荷载作用下土钉支护季节冻土边坡抗震设计提供一定的参考。

摘要：模块化的高压静电场电源已被广泛应用,其核心器件是高压模块。市面上不同用途的高压静电场电源只能在某个固定的频率点上工作,高压输出电压调节范围较小。通过对高压模块的绕组骨架和倍压整流电路设计,使高压模块能够在15KHz^25KHz的激励脉冲信号下正常工作,满足不同高压静电电源的需求。经上机测试,该高压模块输入的激励脉冲逆程电压最高可达240V,能够输出107.8KV电压。本高压模块成本低,绝缘性能好,有较好的推广前景。