黄土增湿特性研究在工程中的应用

在总结试验及研究成果的基础上,提出了黄土湿陷的影响因素,总结黄土增湿过程中强度和变化的规律和增湿效应对工程的影响,以此提出工程中的治理措施。     

黄河中游地区马兰黄土主要化学成分的再研究

通过对黄河中游地区马兰黄土的大面积野外实地考察、系统采样和室内化学分析，并采用质量加权平均的计算方法，给出了较为准确的马兰黄土主要化学成分的平均数据。马兰黄土与世界各地的黄土相比，它们的主要化学成分之间存在明显差异，这意味着世界各地的黄土在物源区的物质组成、地质地理条件及古气候等方面可能存在一定差别。马兰黄土相对于全球下地壳和全地壳较富Ｓｉ，Ｋ等亲石元素而贫Ｆｅ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｍｎ等亲铁元素；与全球     

增湿减湿对黄土湿陷性的影响研究

黄土湿陷性的研究主要局限于狭义浸水饱和后的最终沉降量;但实际工程中常遇到的是不同增湿减湿含水率产生的广义湿陷,所以研究不同增湿减湿含水率对黄土湿陷性的影响更具实际意义。通过验测定由同一土桶制备的原状、增湿和减湿试样的含水率、湿陷系数和压缩量,并结合现有相关理论对数据进行统计、对比和分析,得出不同含水率的增湿、减湿对黄土湿陷性的影响规律。结果表明:在相同条件下,湿陷系数随增湿后含水率的增大而有明显的减小,初始含水率较低比初始含水率较高对湿陷性影响大;试验所取土样的峰值压力为100 k Pa左右,增湿界限含水率大概为26%;在相同条件下,增湿减小了黄土的湿陷量,却增大了压缩量;减湿减小了黄土的压缩量却增大了湿陷量。     

湿陷性黄土变形分界压力与变形分界含水量初探

本文通过湿陷性黄土含水量增加时的室内压缩试验,分析了湿陷性黄土增湿时的变形变化规律。探讨了湿陷性黄土增湿变形中的两个重要界限指标;变表分界压力Pc、变形分界含水量Wc,分析了影响Pc、Wc的一些因素及其工程意义。     

应力历史对黄土增湿变形影响

黄土由于其特殊的工程性质,即由它的水敏性、大孔性、结构性所造成的强烈湿陷性,常会在黄土地区的工程建设中出现与水的作用密切相关的多种工程病害.长期以来,对于黄土增湿变形的研究大多针对增湿速率、增湿路径及应力条件等因素展开.然而,在黄土地区需进行挖填方处理的建设场区颇为常见,大面积的挖填方工程改变了土体的应力状态,因此对于应力历史对黄土增湿变形的影响研究尤为重要.通过室内GDS三轴试验,对黄土试样进行应力历史的模拟之后,对试样进行偏压固结不排水试验和恒载增孔压试验.分析结果表明:不同应力历史条件下的黄土试样承载力无明显变化,高先期固结压力的试样发生变形的时间稍晚,但土体的破坏过程更为迅速,受剪初期出现剪胀的特性.     

辽东半岛黄土中CaCO3含量及其环境意义

黄土是第四纪的典型沉积物,与其气候变化关系十分密切,因此在气候与环境的研究中占有十分重要的地位。本文主要以大连七顶山黄土剖面为研究对象,定量分析黄土剖面中的CaCO3含量。并将其与黄土高原地区等地的黄土中的CaCO3含量进行对比,以此分析探讨第四纪时期辽东半岛的环境变化,推测出辽东半岛马兰黄土形成时比离石黄土形成时的气候较干冷等特征,为以后进一步研究辽东半岛的气候与环境的演变做铺垫。     

降雨与堆载耦合条件下的黄土强度骤降效应

基于三轴试验对黄土原状和重塑试样进行了不同加载状态下的增湿试验,模拟原状黄土边坡和黄土填土边坡持续堆载后,由降雨入渗导致黄土中含水量持续增大引起的黄土滑坡形成过程.结果表明,工程堆载后的黄土边坡遇水后会引起强度显著降低,降幅6.25%～68.35%.定义黄土增湿后与干燥状态下的峰值强度的比值为应力恢复比,发现黄土应力恢复比随围压的增加而减小,表明工程堆载量越大,降雨入渗产生的增湿效应越易引发黄土滑坡.     

马兰黄土的水敏感性特征

采用原位和室内测试方法,分别在兰州和欧洲两地对马兰黄土的物理、力学及水理性质进行了系统测试。通过对大量试验资料的统计、计算和分析,系统研究了马兰黄土的沉积环境、物理性质与水理性质,在此基础上对马兰黄土的湿陷性抗剪强度的水敏感性进行了综合分析,揭示了马兰黄土水敏感性特征的基本规律。     

长江三峡地区黄土粒度特征及其成因分析$

长江三峡地区的巫山黄土是中国黄土的重要组成部分,其来源具有重要的古气候环境意义.文章对三峡地区巫山黄土剖面先后进行野外考察、系统采样和光释光定年、粒度测试等工作,其中年代数据显示研究区黄土属于晚更新世黄土.巫山黄土的粒度组成特征与河流沉积物及同时期马兰黄土对比显示,巫山黄土与河流沉积物粒度组成明显不同,而与典型风尘黄土相似;粒度象显示巫山黄土与河流沉积物成因不同;频率累积曲线显示巫山黄土风积物特征.巫山黄土平均粒径与马兰黄土平均粒径从西北向东南逐步变细的空间分布不相符合,可能与气候及地形等因素有关.     

增湿-冻融劣化原状黄土结构强度试验研究

黄土结构强度是由内部颗粒的空间构型而产生的一种胶结性的联结强度。该强度极易受外界环境的扰动,如增湿、冻融等,引起体积和孔隙变化,削弱黄土的结构强度,进而又会影响路堤、边坡、护栏等黄土构筑物的稳定性。本文选取陕西临潼Q_3原状黄土为研究对象。首先,通过室内模拟增湿和冻融循环作用,分析不同含水率和冻融循环次数下黄土的体积和孔隙的变化规律。其次,通过侧限压缩试验数据绘制出含水率和冻融循环次的关系曲线,并得出黄土在增湿和冻融情况下的压缩变形特征。最后,依据该关系曲线定义黄土结构强度、剩余结构强度,和劣化因子等概念,采用数理统计方法拟合出三者之间的数值表达式,并应用本试验数据计算出所有工程作业对黄土的扰动劣化值,从而得出在增湿和冻融作用下的原状黄土结构强度的劣化规律。     

地下连续墙内埋管地热换热器传热模型

根据地下连续墙内埋管的结构形式和传热特点,建立开挖面以上和开挖面以下两部分的地下连续墙内埋管传热模型,并采用格林函数法推导其解析解.该模型能求解带有随时间变化的内热源、非齐次边界条件的复合介质热传导问题,可用于地下连续墙及周围土体内的温度场分析,还可用于地下连续墙内埋管布置形式、埋管间距以及间歇运行时间等参数的优化分析.     

喷气增焓空气源耦合地源热泵系统的性能优化

针对山西省太原地区地源热泵应用导致土壤热平衡难以满足的问题,在传统空气源耦合地源热泵系统的基础上,设计一套新的喷气增焓空气源耦合地源热泵系统,并建立相关的数学模型.以太原地区某一建筑的应用为例,利用DeST软件模拟计算案例建筑全年冷、热负荷需求特征,利用TRNSYS软件仿真分析常规地源热泵、空气源热泵、喷气增焓空气源耦合地源热泵系统的性能,并对新的喷气增焓空气源耦合地源热泵系统性能进行优化.结果表明:案例建筑全年累计冷、热负荷比为1.57∶1.00,应用常规地源热泵后,土壤初始温度和最高温度逐年下降,10 a后平均温度降幅14.3%;与常规地源热泵系统比较,喷气增焓空气源耦合地源热泵系统初投资节省12.5%,节省25.8%的打井数,节省33.9%的运行费和15.9%的总费用,可解决埋管区土壤冷、热不平衡、埋管面积不足的问题,夏季性能系数(COP)提升26.2%,冬季制热性能系数(COP_h)提升12.3%.     

土壤热源与热泵联接运行冬季工况的试验研究

研究利用土壤热源的一种新方法，即利用我国长江流域丰富的地表水作为蓄能和传热介质，以井作为竖直埋管形式．提取土壤热量来作为热泵系统冬季供暖热源．测试结果包括不同埋管尺寸、不同水循环方式以及各种工况下运行参数对热泵性能和取热量的影响．     

利用热管的新型水平埋管技术

地源热泵水平埋管占地面积过大一直是难以解决的问题，根据热管高效的传热特性，提出利用热管技术强化地源热泵水平埋管与深层土壤的换热效能，减少水平埋管的占地面积．根据埋管工作的温度范围，设计选择耐腐蚀的不锈钢式热管，并通过理论计算，得到热管长度与占地面积的关系．在理论可行性基础之上进行应用可行性分析，方案在保证换热量的条件下能够节省占地47％。     

兰州九洲台黄土剖面重矿物研究

本文着重研究了兰州九洲台黄土剖面重矿物组成的基本特征。不同时代黄土地层重矿物组成具有复杂性、一致性和差异性，反映出九洲台黄土是风成的，沉积物主要来源于我国西部广泛分布古老岩石山岭和其有联系的大戈壁沙模的风化产物；由于搬运营力的变化，使重矿物组分具有不均匀的特征。放物Ｒ值表明，九洲台黄土沉积环境比东部西峰剖面和洛川剖面更邻近于来源区；黄土和古土壤层沉积时，主要反映相当干冷为主的气候条件，二者气候环境     

季节性蓄存空气热能的地源热泵空调系统模拟

针对寒冷地区长期应用地源热泵系统出现的热平衡问题,提出了季节性蓄存环境空气热能的地源热泵供暖空调系统.介绍了该系统的组成及运行模式,建立了系统中各部分的数学模型,确定了系统的运行控制策略,并在此基础上,以哈尔滨地区某办公建筑为对象进行了瞬态数值模拟.由模拟结果可知,该系统能够保持土壤温度场以年为周期的热平衡,全年供暖空调平均性能系数为2.44,与燃煤锅炉供暖和分体空调供冷方案相比,该系统节能率为22.3%.     

土壤源热泵的研究

土壤源热泵是利用媒介质取其土壤内冷能量的新型装置。在分析土壤源有关特性的基础上,研究土壤源热泵的设置及其特性的测试。     

地下水渗流作用下埋管换热器动态设计研究

由于土壤换热的复杂性及地源热泵系统实际运行的耦合作用,地埋管设计需要考虑到实际地下水渗流及其动态性能。通过对某实际工程进行热响应试验,测算出该地地下水渗流速度;在此基础上建立逐时负荷-热泵机组-地埋管换热器耦合模型对该工程埋管设计进行动态分析。最后在此设计工况下对系统全年运行情况进行模拟分析,为该地源热泵系统运行提供参考依据。     

复合地源热泵在油田边零井中的应用

油田边零井中的原油储存在储油罐中,需要加热才能输出,地源热泵加热系统较燃油、燃气锅炉和电加热系统,具有安全,节能,环保的特点,但是单独地源热泵系统地下地埋管只取热不放热,为了克服这个缺点,提出了太阳能辅助地源热泵系统,通过运用trnsys软件模拟,证明此系统用于油田边零井是可行的,值得推广的。     

水源热泵技术在贵阳地区的应用及发展前景

在分析贵阳地区建筑采暖空调冷热源的基础上,结合贵阳地区的气候特点以及水资源状况,阐述了热泵空调技术在贵阳的应用现状及其发展前景。水源热泵和地源热泵由于具有高效节能、对环境影响小、运行稳定等特点,在贵阳地区很有发展前途。