国家自然科学基金(50868010)
- 作品数：6 被引量：70H指数：4
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- 沙漠公路风雪灾害的离散动力学模拟研究被引量：2
- 2011年
- 基于离散动力学理论就风雪灾害对公路构筑物的破坏规律进行了研究。运用FLUENT离散相模型模拟挟沙风、挟雪风对公路构筑物的影响,以及不同路基断面形式对风沙流和风雪流的扰动以及风速流场的变化特征。就数值模拟计算中相关问题进行了分析,如合理的计算区域以及计算边界的设定,对瞬时风速基准点的位置进行了数值模拟试验,为现场试验中瞬时风速的测试提供理论依据。研究结果表明,以沙漠路堤或路堑高度小于3m为例,在迎风坡坡顶风速出现增速,但通常不超过110%。通过对沙粒子和雪粒子绕路基运动轨迹进行模拟跟踪,建议沙漠公路构筑物的高度以小于3m为宜,较小的边坡坡率时可减小公路构筑物的风雪灾害,为沙漠公路的设计和施工提供理论依据。
- 刘霖孙兵兵李驰
- 关键词：防灾减灾沙漠公路
- 风沙环境下沙漠路基风蚀破坏数值模拟研究被引量：13
- 2010年
- 基于Fluent气固两相流,运用k?ε湍流模型,对风沙环境下沙漠路基的风蚀破坏规律进行数值模拟研究。分析路基不同横断面下风沙流扰动、增速、减速、恢复的过程,以及路基障碍物的存在对风沙流扰动后造成的风速减弱区和恢复区,总结路基坡面特征点的风速变化规律,与现场实测结果作比较,二者具有很好的一致性。研究结果表明,不同路基横断面下风速减弱区和恢复区的分布对路基高度变化敏感,受边坡坡率的影响较小,不同路基高度、不同边坡坡率下路基沿程风速变化明显不同。边坡坡率一定,随路基高度的增加,路基周围流场扰动被增强,迎风坡坡顶风速增大显著,背风坡坡底风速下降愈明显;路基高度一定时,边坡坡率越小,路基沿程风速变化越平缓。当边坡坡率为1:3时,路基模型高度由1m增加到3m时,迎风坡坡顶风速增加12%,背风坡坡底风速降低约80%。建议为避免沙漠路基的风蚀破坏,路基高度不宜太大,边坡坡率较小为宜。
- 李驰黄浩孙兵兵
- 关键词：风沙流沙漠路基
- 沙漠公路风沙土路基风蚀破坏试验研究被引量：23
- 2011年
- 以沙漠公路风沙土路基为研究对象,通过室内风蚀风洞试验研究路基的风蚀破坏规律,以及路基不同断面对风沙流运动的影响。以路基高度、路基边坡坡率和路基宽度作为路基断面主要设计参数,研究不同路基断面下风沙流扰动、增速、减速、恢复的过程,以及路基周围风速流场的变化特征,分析路基病害较未病害时路基周围流场的变化。试验结果表明:路基高度和边坡坡率对风沙流运动的影响较大。随路基高度增加,路基对风沙流流场扰动增强,迎风坡坡顶处吹蚀破坏和背风坡坡底处堆蚀破坏越显著,在确定的路基边坡坡率下,路基模型高度为250mm较模型高度为60mm时,迎风坡坡顶风速增加1.13倍,背风坡坡底风速减小2.53倍,建议沙漠公路路基高度宜小于2.5m。进一步,在确定的路基高度下,比较不同的边坡坡率对路基沿程风速的影响,发现当路基边坡坡率为1:1.75时,路基沿程风速变化不明显,沙漠公路风沙土路基不宜被风蚀破坏。
- 李驰高瑜
- 关键词：环境岩土工程沙漠公路风沙流风蚀路基断面
- 固化风沙土强度特性及固化机制试验研究被引量：15
- 2009年
- 通过PX固化剂对库布其沙漠风沙土进行加固。对不同含水状态、不同固化剂掺量、不同养护龄期下固化风沙土的强度特性进行试验研究。试验结果表明,不同含水状态下风沙土的强度特性是不同的,相同固化剂掺量、相同养护龄期时,固化风沙土在最优含水率下的无侧限抗压强度远远大于饱和含水率下的强度。相同含水状态下固化风沙土无侧限抗压强度随固化剂掺量增加、养护龄期延长而增大,且在养护初期强度增长较快,当固化剂掺量为8%、养护龄期为28d时,固化风沙土强度满足国际上对固沙强度的要求。最优含水率下固化风沙土抗剪强度较风沙土有较大提高;当固化剂掺量为8%时,固化风沙土凝聚力和内摩擦角均达到最大,此时固化风沙土抗剪强度约为风沙土的1.8倍。进而,通过扫描电镜对风沙土固化前后微观结构变化进行试验研究。研究结果表明,风沙土中掺入PX固化剂后,颗粒间由原来的弱连接变为胶结连接,解释了固化风沙土较风沙土强度得以提高、稳定性得以改善的内在原因。
- 李驰于浩
- 关键词：化学加固强度特性
- 沙漠公路风蚀破坏规律的数值模拟研究被引量：22
- 2011年
- 通过Fluent软件对沙漠公路的风蚀破坏规律进行数值模拟研究。分析公路不同横断面时风沙流扰动、增速、减速、恢复的过程,确定路基(堑)高度、边坡坡率和路面宽度等公路断面设计参数对风沙流扰动的影响,提出沙漠公路路基(堑)风蚀破坏规律。结果表明:路面宽度的改变对路基沿程风速变化影响较小,各特征点处风速变化小于5%。路基(堑)高度和边坡坡率对风沙流扰动的影响较大。随路基(堑)高度增加,风沙流流场的扰动被增强,路基(堑)风蚀破坏越显著,当边坡坡率为1:1时,路基模型高度250 mm时的迎风路肩风速为模型高度60 mm时的1.15倍,其背风坡脚风速降低45%;路堑模型高度250 mm时的背风堑顶风速为模型高度60 mm时的1.05倍,迎风堑脚处风速降低高达80%。建议沙漠公路宜采用中低路基(堑),不宜高填深挖。当路基(堑)高度一定,边坡坡率为1:1.75或1:2时,路基(堑)沿程风速变化平缓,沙漠路肩不易被吹蚀破坏;路堑中堑脚位置处不易出现堆积。其结论与室内风蚀风洞试验结果有很好的一致性。
- 李驰高瑜黄浩
- 关键词：环境岩土工程沙漠公路
- 固化风沙土耐水稳定性及固化机理的试验研究被引量：3
- 2010年
- 针对沙漠风沙土强度低、耐久性差的特点,选择性价比较优的PX固化剂对其进行加固,对改良后的固化风沙土干湿循环性能、水稳定性能以及抗冻融循环性能进行试验研究。试验结果表明,固化风沙土具有很好的抗干湿循环性能,经历13次干湿循环后,强度损失满足规范要求;同时,固化风沙土具有很高的水稳定性能,强度损失主要在试件浸水初期,随着浸水时间的增加,强度损失逐渐减慢,浸水10天后强度损失只有2.1%;冻融循环试验结果显示,固化风沙土能够经受10次冻融循环破坏,强度损失满足规范要求。进一步,通过扫描电镜对风沙土固化前后微观结构变化进行试验研究,结果表明风沙土中掺入PX固化剂后,颗粒间由原来的弱连接变为胶结连接,解释了固化风沙土较风沙土强度得以提高、耐水稳定性增强的内在原因。
- 李驰于浩
- 关键词：水稳定性能
