地下蓄能過程傳熱機(jī)理及其時(shí)變特性規(guī)律與控制

“巖土體熱力特性與工程效應(yīng)系列專著”序

前言

第1章 緒論 1

1.1 研究背景及意義 1

1.2 地下工程環(huán)境問題研究概況 2

1.2.1 孔隙介質(zhì)傳熱機(jī)理 2

1.2.2 地下巷道圍巖傳熱規(guī)律分析 4

1.2.3 地下巷道風(fēng)流對(duì)流傳熱分析 4

1.2.4 地下隔熱材料物理力學(xué)特性 6

第2章 孔隙巖體導(dǎo)熱機(jī)理分形研究 8

2.1 概述 8

2.2 分形理論與維數(shù) 9

2.2.1 分形維數(shù)定義 9

2.2.2 分形維數(shù)計(jì)算方法 9

2.2.3 經(jīng)典結(jié)構(gòu)維數(shù) 11

2.3 破碎煤巖體導(dǎo)熱研究 12

2.3.1 微觀結(jié)構(gòu)分析 12

2.3.2 分形維數(shù)計(jì)算 13

2.3.3 有效導(dǎo)熱系數(shù) 14

2.4 孔隙巖體導(dǎo)熱模擬 16

2.4.1 等效導(dǎo)熱系數(shù)計(jì)算 16

2.4.2 導(dǎo)熱系數(shù)分析 19

第3章 地下巷道圍巖傳熱試驗(yàn) 20

3.1 概述 20

3.2 相似準(zhǔn)則 20

3.2.1 風(fēng)流流動(dòng)準(zhǔn)則 20

3.2.2 圍巖導(dǎo)熱準(zhǔn)則 20

3.2.3 巷道與風(fēng)流對(duì)流換熱準(zhǔn)則 21

3.3 模擬試驗(yàn) 22

3.3.1 試驗(yàn)?zāi)；O(shè)計(jì) 22

3.3.2 試驗(yàn)系統(tǒng)與方案 22

3.4 干燥圍巖瞬態(tài)傳熱 24

3.4.1 圍巖無量綱溫度 24

3.4.2 風(fēng)流焓值 27

3.4.3 對(duì)流換熱準(zhǔn)則式 29

3.5 含濕圍巖熱濕傳遞 30

3.5.1 瞬態(tài)圍巖溫度及風(fēng)流焓值 30

3.5.2 周期性圍巖溫度及風(fēng)流參數(shù) 35

第4章 地下巷道圍巖及風(fēng)流傳熱理論分析 38

4.1 概述 38

4.2 巷道圍巖非穩(wěn)態(tài)傳熱 38

4.2.1 控制方程 38

4.2.2 方程求解 39

4.3 非穩(wěn)態(tài)傳熱規(guī)律 41

4.3.1 無量綱壁面溫度 41

4.3.2 無量綱換熱系數(shù) 43

4.3.3 正規(guī)狀況階段 44

4.4 巷道風(fēng)流流動(dòng)特性 47

4.4.1 流動(dòng)狀態(tài) 47

4.4.2 靜壓力及切應(yīng)力 48

4.4.3 紊流沿程阻力 49

4.4.4 截面速度分布 50

4.5 巷道風(fēng)流對(duì)流換熱分析 52

4.5.1 能量方程 52

4.5.2 溫度分布 53

4.5.3 準(zhǔn)則方程 57

第5章 地下巷道壁面隔熱分析 59

5.1 概述 59

5.2 穩(wěn)態(tài)熱阻及熱流密度 60

5.2.1 單隔熱層 60

5.2.2 雙隔熱層 62

5.3 非穩(wěn)態(tài)全斷面隔熱分析 65

5.3.1 控制方程 65

5.3.2 方程求解 66

5.3.3 待定系數(shù) 68

5.4 巷道全斷面隔熱效果分析 72

5.4.1 結(jié)果驗(yàn)證 72

5.4.2 熱擾動(dòng)層厚度 73

5.4.3 圍巖溫度演變 75

5.4.4 隔熱層對(duì)隔熱效果的影響 77

5.4.5 圍巖參數(shù)對(duì)隔熱效果的影響 80

5.5 巷道非斷面隔熱效果分析 84

5.5.1 圍巖溫度變化 84

5.5.2 等值線圖 85

5.5.3 隔熱層參數(shù)影響 89

5.5.4 圍巖參數(shù)影響 92

5.6 巷道隔熱風(fēng)流溫度場(chǎng)演變規(guī)律 95

5.6.1 模型建立 95

5.6.2 徑向及軸向風(fēng)流溫度分布 96

5.6.3 隔熱前、后風(fēng)流溫度變化 98

第6章 地下巷道隔熱材料物理力學(xué)性質(zhì) 102

6.1 概述 102

6.2 試驗(yàn)材料及方案 103

6.2.1 試驗(yàn)材料 103

6.2.2 試驗(yàn)方案 104

6.3 抗壓強(qiáng)度變化規(guī)律 105

6.3.1 NaOH添加量 105

6.3.2 干密度 107

6.3.3 骨料 109

6.3.4 纖維 110

6.4 導(dǎo)熱性能變化規(guī)律 112

6.4.1 NaOH添加量 112

6.4.2 干密度 113

6.4.3 骨料 113

6.4.4 纖維 115

6.5 吸水性能變化規(guī)律 116

6.5.1 骨料 116

6.5.2 纖維 117

6.5.3 憎水劑 118

參考文獻(xiàn) 120 2100433B

選擇具有完整變形破壞資料的抗滑樁土坡作為重點(diǎn)研究對(duì)象，通過現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查、測(cè)試與監(jiān)測(cè)和物理模型試驗(yàn)，對(duì)抗滑樁土坡的地下水補(bǔ)徑排規(guī)律、地下水和土體流變特性在邊坡變形破壞過程中的作用方式及變化規(guī)律，開展系統(tǒng)深入的研究工作，揭示抗滑樁土坡變形破壞過程中土體流變和地下水滲流的作用方式與變化特征、樁土的相互作用方式及變化規(guī)律，闡明抗滑樁土坡失穩(wěn)破壞的內(nèi)在機(jī)理，提出考慮土體流變、地下水和樁土相互作用下抗滑樁土坡穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法。研究成果將為把握抗滑樁土坡變形破壞過程、合理評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性、正確判斷其成災(zāi)可能性奠定理論基礎(chǔ)。隨著復(fù)雜地質(zhì)山嶺地區(qū)工程建設(shè)規(guī)模的不斷增大，特別是高等級(jí)公路、鐵路建設(shè)速度的加快，此類型滑坡災(zāi)害問題的嚴(yán)重性也在增大。開展抗滑樁土坡的流變滲流特性及破壞機(jī)理研究，對(duì)合理制定抗滑樁土坡失穩(wěn)破壞的防治方法體系，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。 2100433B

本書是作者基于多年研究積累和成果撰寫而成。全書共分6章：第1章介紹深部礦山圍巖傳熱及降溫技術(shù)的研究現(xiàn)狀；第2章介紹采用分形方法研究孔隙巖體傳熱過程和規(guī)律；第3章介紹地下干燥和含濕巷道圍巖熱濕傳遞規(guī)律；第4章介紹巷道內(nèi)風(fēng)流流動(dòng)和對(duì)流換熱規(guī)律；第5章介紹巷道壁面全斷面和非全斷面隔熱后的傳熱規(guī)律；第6章介紹地下巷道壁面隔熱用輕質(zhì)地聚合物混凝土的物理力學(xué)性質(zhì)。