摘要：为了探求简便实用且可服务于实际冻土工程研究的含相变THM(温度场–渗流场–应力场)耦合算法,基于含相变三场耦合能量平衡方程和冻融过程能量阶段假设,提出水–冰相变简化算法;对热–流–力算法进行串并联,得到三场耦合简化算法;并将该简化联合算法应用于FLAC^(3D)对室内岩样冻融试验进行再现,模拟结果与室内试验结果吻合较好,表明该简化算法可行。同时对试验进行扩展,探讨不同因素对温度场和变形场的影响,结果表明:对流换热系数、冻结温度、环境温度越高相变持续时间越短,径向最大冻结应变越大;孔隙率或含水率越大,相变持续时间越长,径向最大冻结应变越大;膨胀系数和冻融循环次数越大,径向最大冻结应变也越大。研究成果对认识岩石冻融环境下温度、变形规律以及相关室内试验设计有一定的参考意义。

摘要：为研究非饱和岩体对温度场-渗流场-变形场三场耦合作用的响应,采用等效连续介质模型,根据质量守恒方程、线动量平衡方程和能量守恒方程以及相应的物性方程(状态方程和本构方程)推导了非饱和岩体三场耦合控制方程,包括岩体变形场控制方程、地下水渗流场控制方程和岩体温度场控制方程.在推导三场耦合控制方程中,舍弃了局部热平衡假设,而采用热弹塑性本构关系,并考虑了温度梯度对地下水渗流的影响.

摘要：通过实验测定了TNM360耐磨钢在20~900℃范围内的比热容和热导率;测定了耐磨钢的等温转变曲线(TTT曲线)以及100~1000℃之间每隔100℃的真应力真应变曲线以及马氏体相变膨胀曲线,计算得出马氏体转变相关系数;针对10 mm厚耐磨钢板,设计3种淬火冷却工艺:第一与第二冷却工艺相比,钢板运行速度相同,冷却器开启组合不同;第一与第三冷却工艺相比,冷却器开启组合相同,而钢板运行速度不同。并利用Ansys和Matlab对冷却过程的温度场、组织场以及应力场进行模拟计算。结果表明:TNM360耐磨钢3种工艺终冷温度均在技术要求范围内,终冷后组织均为马氏体及少量残留奥氏体,但在冷却器全开,钢板运行速度为1.6 m/s,淬火后残余应力及应变最小,板形最好。

摘要：电工实验室核心过载保护装置热继电器的频繁损坏,严重影响实验的顺利进行。随着电工实验台模块的不断增加,电路结构复杂程度不断上升,实验中频繁使用热继电器会导致其损坏越来越多,进而使实验准备时间成倍增加,极大地影响了学生做实验的积极性。针对以上问题及实验教学的实际需要,采用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件,结合Siemens NX软件完成热继电器线圈在持续工作电流及短路电流下,电流、电磁及温度三场的耦合仿真,并通过与实际数据对比分析查找热继电器频繁损坏的根本原因。这为之后的建模仿真打下良好的基础,同时也为实验室继电保护模块的选型提供了依据。

摘要：高压脉冲电场(PEF)杀菌技术是当前最为热门的非热杀菌技术之一,而PEF系统中处理室的设计和优化是该技术的研究重点之一。以共场处理室为研究对象,分析处理室在工作过程中内部存在的电场、流场以及温度场的关系,开发2D同场处理室耦合场分析软件,简化了建模过程,使物理场仿真过程更加直观。并以此为工具,对提出的4种结构的处理室温度场与电场进行对比仿真分析,得到了处理室结构的优化方向。同时得出,在设计更优处理室结构时,温度分布是最重要因素。

摘要：研究目的:为研究低温作用下水土冻胀对地铁基坑支护结构的影响,依托呼和浩特市某车站地铁基坑,建立地铁深基坑数值计算模型,模拟季节温度变化对基坑体系的影响,探究越冬基坑在外界温度变化条件下,基坑周边土体、地下连续墙及坑底土体温度场变化规律,水土冻胀力主要影响范围,基坑支护体系内力及变形的变化规律。研究结论:(1)冻胀初期受表层温度影响较大的范围主要集中在5 m以内,随着外部温度的逐渐下降,土层冻结深度在逐渐增大,且在距离基坑0. 5 m范围内最大冻深达到15 m,在基坑外侧边缘的土体冻深相对较小,受气温影响较大;(2)基坑外侧土体受冻胀影响范围集中在7 m以上,随着基坑深度的增加,支护结构受冻胀的影响逐渐减少,且影响减少得较为迅速;(3)低温条件下考虑水土冻胀影响,基坑第一道横撑轴力增加约22%,地连墙最大水平位移增加约24%;(4)本研究成果可为严寒地区深基坑工程支护设计与施工提供参考。

摘要：针对冻土区埋地输油管道将遇到受土体冻胀和融沉破坏等一系列特殊问题,综述了管道周围土壤水分场、温度场、应力场及三场耦合的研究现状,介绍了冻土区埋地输油管道与水热力三场的关系,分析了目前与冻土区埋地输油管道三场研究相关的研究成果。结合埋地输油管道在实际运行中的油温变化等因素,提出了未来关于冻土区埋地输油管道三场研究的几点建议,以期为冻土区埋地输油管道的设计、建设与运行提供参考。

摘要：为梳理冻土理论在工程领域的研究进展,在总结前人研究成果的基础上,系统地总结了冻土理论下的冻土力学研究进展,冻土在动力作用下性状的研究进展,冻土的冻融研究进展,冻土水、热、力耦合机理研究;其中冻土的冻融研究进展中着重总结梳理了土体冻胀、融沉以及冻融循环对土体物理力学性质影响的研究思路。针对冻土水、热、力耦合机理研究,深入探讨了冻土水迁移理论、冻土温度场以及冻土三场耦合研究现状。最后,结合前人的研究成果,给出了进一步研究的方向:将理论研究和试验研究相结合,反复模拟出最贴近真实情况的冻土破坏机理;研究冻融或反复冻融条件下工程地质灾害情况,考虑运用三场或多场耦合原理模拟地质灾害最不利工况,用以指导实践。研究所得结果为冻土理论的继续研究提供思路,为寒区工程设计和施工提供参考经验。

摘要：人工地层冻结法是上海市地铁建设中最常用的加固软黏土地基、止水防渗的重要工法。在人工地层冻结法施工过程中,由于水的冻结膨胀作用,会对地铁隧道、联络通道、周围环境造成较大影响。本文使用COMSOL根据水-热耦合理论针对上海市常见的某地铁人工冻结法施工进行模拟。得到了施工过程对温度场、位移场的影响,从而为今后联络通道冻结法施工提供依据。