保温材料在硫酸盐渍土路基中的应用研究

聚苯乙烯泡沫板(EPS板)在国内外多年冻土区工程中的应用较为广泛,但对于在盐渍土中使用保温材料应用研究相对还比较少。为了研究随外界环境条件改变聚苯乙烯(EPS)盐渍土路基温度场变化特征,本文主要在新疆地区农二师21团－24团公路路段长期监测数据的基础上,运用ABAQUS有限元分析方法,对盐渍土EPS隔热路基的温度场进行数值模拟。通过对比分析,验证了模拟结果的准确性,研究了在硫酸盐渍土中EPS的保温效果;提出了保温板铺设的最佳位置及适宜厚度;总结分析了保温板铺设位置及厚度与路基填土高度的关系。     

多年冻土区聚苯乙烯隔热公路路基温度场数值分析

为了研究随外界环境条件改变聚苯乙烯(EPS)冻土路基温度场变化特征,运用ABAQUS有限元分析方法,对多年冻土区EPS隔热路基的温度场进行了数值模拟.计算时采用改变EPS铺设位置,模拟路面下多年冻土季节最大融深在路基修筑完工后8a内随时间的变化.通过对计算结果分析得出,在多年冻土区路基中铺设保温材料对路面下多年冻土具有明显的保护作用.当EPS铺设在路堤底部时,路堤温度场分布比较均匀,路堤内部都为正温,在EPS板下,路基温度都为负温,说明EPS有效阻止了边坡和路面传入的热量.因此,如果要修筑EPS隔热路基,应将EPS板铺设于路堤底部.     

道路工程中XPS保温板防冻胀厚度的研究

研究冻土区保温板铺设厚度对道路抗冻胀设计和工程实践具有重要参考意义。本文在对实验资料进行分析的基础上,对XPS保温板的抗冻胀性能进行分析,采用量纲分析的方法分析得出了路基防冻胀设计中XPS保温板合理厚度的经验公式,并通过工程实例进行了验证,验证计算的结果与工程实际结果有良好的吻合度,对冻土区XPS保温板厚度参数的选取具有重要参考意义。     

SIPs中EPS芯材的力学性能试验

通过对以定向刨花板(OSB)为面板、模塑聚苯乙烯泡沫(EPS)为芯材的不同厚度的结构保温板(Structural Insulated Panels,SIPs)进行抗拉、抗压和双剪切力学试验,得到SIPs中不同厚度EPS芯材的抗拉、抗压和抗剪强度,应力应变曲线和弹性模量。得到以下结论：厚度对SIPs中EPS芯材的抗拉强度影响不显著,厚度的增加对抗压强度有一定加强作用,对抗剪强度有一定减弱作用,不同厚度试件在双剪切破坏时所受弯矩基本相同。     

EPS外墙外保温板的粘结性能试验研究

为提高外墙外保温系统中保温板与基层的粘结强度以抵抗整个系统的脱落破坏,设计相关试验研究不同粘结方式、不同粘结面积、不同粘结厚度及辅以不同数量锚栓联合固定对膨胀聚苯乙烯板(EPS保温板)与基层墙体间的抗拉和抗剪切强度的影响情况。研究结果表明,EPS板在两种大小尺寸下的最佳粘结厚度均为4 mm,5种粘结方式中满粘强度最高,综合效益最好的是点框粘结,其强度能达到满粘的90%,采用较好的点框粘结进行双面粘结并辅以5个锚栓形成的综合粘结方式强度最好。     

季节性冻土区冬季输水渠道新式防冻胀结构的数值模拟

目前季节性冻土区冬季停水渠道的保温防冻胀措施已经有很多,并且已经基本成熟,在工程中的应用效果也很好,但冬季输水渠道一般直接套用冬季停水渠道的防冻胀措施,因此,迫切需要找出一种针对冬季输水渠道的防冻胀措施。本文采用有限元软件,利用热阻等效原理对冬季输水渠道的温度场、应力场、位移场进行数值分析,最终提出一种适用于冬季输水渠道的新式保温防冻胀措施。该措施主要是在渠坡顶部和水面以上边坡板后铺设聚苯乙烯保温板,水面以下不铺设保温材料。模拟结果表明:新式保温结构等温线较无保温措施的情况分布更加均匀,并且可以极大的降低和改善渠道水面、空气、衬砌板交界处及其附近的应力分布情况;厚度为0、8、10、12、13、14、15cm的聚苯乙烯保温板被铺设后,渠道混凝土衬砌板最大位移依次分别为6.25、3.7、3.25、2.75、2.5、2.46、2.35 cm,从中取出最优的保温板厚度为13 cm,此时冻胀量由6.25 cm降至2.5cm,符合规范要求。本文提出的季节性冻土区冬季输水渠道新式防冻胀措施不仅可以节约工程成本,而且还能减少渠道的次数维修和延长其使用年限。     

季节冻土区路基中隔热层的设置

研究季节冻土区路基隔热层设置位置对路基稳定性的影响,能为我国季节冻土区道路病害防治提供一定的理论参考依据。本文通过对季节冻土区路基中隔热层材料选取及其厚度确定总结,探讨了运用焓法数学模型和有限元程序模拟含有隔热层的路基温度场的计算方法,并在此基础上分析了路基中隔热层设置位置需要进一步研究的问题。     

利用热管-保温材料复合结构提高冻土区路基稳定性研究

热管-保温材料复合路基是青藏铁路中应用广泛的一种新型路基结构形式.通过数学模型分析,推导出应用于青藏铁路冻土路基中的热管的热流表达式,并用热焓法考虑冻土相变问题,对该路基结构形式及在无保温材料情况下施工20 a后的路基温度场进行数值模拟.数值模拟表明:保温材料能够有效地阻止热量从路基面向下传入地基中,使0℃等温线始终在保温板底层;该路基结构形式为青藏铁路多年冻土区路基的理想结构形式,有利于克服全球变暖的影响.     

聚苯乙烯泡沫塑料减荷力学性能试验

以兰州—海石湾高速公路中的某一高填路堤涵洞工程为依托,通过室内压缩试验和蠕变试验,对不同密度的聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)轻质材料,进行了有侧限、无侧限影响下的应力应变及蠕变性能的分析,并对不同厚度的EPS材料在工程应用中的减荷性状进行了研究。结果表明:密度较小的EPS材料不适合作为优化路堤等工程填料的替代品;有侧限影响时EPS材料达到屈服阶段的应力值较无侧限时要高;密度适中且具有一定厚度的EPS材料在工程应用中能起到良好的减荷作用。     

水泥混凝土路面的路基温度场测试及数值模拟

路基中温度的分布和变化规律是研究季节性冰冻地区水泥混凝土路面稳定性的基础。基于黑龙江省鸡讷(鸡西—讷河)公路试验路段的路基温度场测试资料,分析温度场的变化规律;建立水泥混凝土路面结构的路基温度场模型,分别在第一类边界条件(附面层理论)和第二、第三类边界条件下对路基温度场进行数值模拟。研究结果表明:路基内部温度变化滞后于大气温度;第二、第三类边界条件作用下的路基温度场数值模拟结果比第一类边界条件更接近温度实测值;沿深度方向,越靠近路基表面,第一类边界条件下的计算值与现场实测值的差异越大,越往下差异越小;而第二、第三类边界条件下的计算值与实测值的差异沿深度方向变化较小,可应用于路基温度场的数值模拟。     

铺设保温板的多年冻土边坡水热力耦合分析

为了给保温板防护多年冻土边坡提供设计依据,基于水热力耦合理论,建立了铺设保温板的冻土边坡多场耦合分析模型,运用有限元法进行了求解,依托Matlab软件编制了计算程序,结合实例分析了铺设不同厚度保温板的边坡温度、水分、应力及位移变化规律.结果表明:保温板的最佳施工时间为冻结期结束时,厚度为5~7cm;融化期结束时,在冻融交界面处未冻水含量和剪应力均达到最大,且剪应力呈带状分布,水平位移分布呈凸肚状,随着保温板厚度增大,坡面附近高含量未冻水土层的厚度依次减小,剪应力最大值增大,水平位移明显减小;冻结期结束时,铺设保温板边坡的水平位移分布呈倾倒状.保温板阻止边坡上限下移有积极作用,能提高边坡的稳定性.     

复合板材双剪切试验方法与装置

针对复合板材在工程应用中的力学性能分析需求,为测量其平行于试件面板方向的剪切破坏荷载,以能够较准确表征复合板材双剪状态下的应力分布情况,研究了复合板材双剪切试验方法,设计了双剪切试验装置,并对不同芯材和不同厚度的结构保温板进行了双剪切试验,分析了其破坏形态和剪切力学性能。研究结果表明:各试件双剪切破坏面形态合理,应力-应变曲线数据稳定;EPS(聚苯乙烯泡沫)芯材试件抗剪破坏形式为脆性破坏,而岩棉芯材试件受剪开裂后,抗剪强度不会立即丧失,而是逐渐降低;随着试件芯材厚度的增加,EPS芯材试件应力峰值和应变随之减小,两者变化均为非线性,而岩棉芯材试件应力峰值随之减小,应变则无明显相关关系。该方法与装置为进一步研究复合板材的力学性能提供了试验方法。     

聚苯乙烯泡沫(EPS)的特性及应用分析

聚苯乙烯泡沫（expanded polystyrene,简称EPS）是一种性能优良的路基轻质填料,具有轻质、高强、较强的化学稳定性和水稳定性、良好的力学性能且施工方便简单等优点,在国外道路工程中有较为广泛的应用,EPS能较圆满地解决软基的过度沉降和差异沉降以及桥台和道路相接处的差异沉降,减少桥台的侧向压力和位移等问题,我国对EPS的研究和应用较少,本文对EPS的物理化学性能、力学性能、EPS作为路基轻质填料的结构设计方法、EPS在道路工程中的应用等方面作了较为全面的介绍和分析,对我国使用EPS有借鉴作用。     

EPS板减载措施在明洞高回填土应用中的数值模拟研究

以兰渝铁路兰州枢纽工程长寿山隧道二号明洞为工程背景,分别研究了不同回填高度下有无EPS板以及EPS板厚度不同时对明洞结构的减载效果。计算结果表明:EPS板宽度与明洞结构宽度相同时,铺设EPS板对于拱顶减载效果明显;并且在EPS板厚度为30 cm时减载效果最佳,但对于拱腰没有明显减载效果;铺设EPS板时,EPS板中部土体位移与两侧土体位移差明显,上部土体下沉较大,进一步验证了EPS板的减载作用机理;回填土高度在30 m以上时,结构顶部铺设EPS板对于减小拱顶结构的竖向位移效果明显。     

青藏铁路保温板热棒复合结构路基保护冻土效果数值分析

根据带相变热传导有限元方法,对普通路基、含保温板路基、热棒路基和保温板热棒复合结构路基在未来50年青藏铁路沿线气温上升2.0℃情况下的温度场进行了预报分析和比较.计算结果表明,在年平均气温为-3.5℃或地表年平均温度为-1℃的地区,在青藏铁路50年的使用期内,普通路基、含保温板路基和热棒路基在气温升高条件下路基下伏、冻土都将发生融化,路基将会产生较大融沉变形,不能保证青藏铁路路基的稳定性.而保温板热棒复式结构充分利用了保温板和热棒两种措施的优点,可以更好的提高保护冻土的效率.     

上隔下疏型硫酸盐渍土路基盐胀模型试验研究

根据新疆阿拉尔市硫酸盐渍土路基现场调查结果,人工配制硫酸钠盐渍土,进行上隔下疏型硫酸盐渍土路基盐胀变形机制室内模型试验研究。在大气环境模拟室内进行对比模型试验,对比分析升温过程中设置有上隔下疏结构层的新型路基与普通路基温度变化,降温过程中的温度变化和盐胀变形;对试验路基排盐水效果进行分析。试验结果表明:在升温和降温过程中,新型路基结构保温层能有效减少路基内部温度变化幅度,影响程度随深度增加而减弱;在升温过程中,保温层阻止表面蒸发,减弱内部盐水迁移;在降温过程中,保温层能减弱路基表层盐胀变形,对深层盐胀的抑制效果比表层抑制效果明显;疏排水层能有效排出路基内盐水及减小路基深部盐胀变形的发展;保温层和疏排水层综合减小盐胀变形效果明显。     

筏板上路基箱下铺砂土垫层分压性能研究

大型起重机在筏板上行走或作业时,经常采用路基箱分压。在筏板等刚度较大的地基上采用路基箱时,分压能力往往达不到预期效果。为优化路基箱在刚度较大地基上的分压效果,可采用在路基箱下铺设砂土垫层的措施。运用Ansys有限元软件,模拟不同厚度砂土垫层的分压情况,得到不同厚度下的基底反力分布及路基箱的竖向位移。分析结果表明铺设砂土垫层可以显著提高路基箱的分压效果,分压效果随垫层厚度的增加而有所提升,同时会增加路基箱竖向沉降;不同荷载等级下路基箱分压效果不同,较大的荷载等级下分压效果较好。通过分析,得到最佳的砂土垫层参数,兼顾经济性和结构安全性。研究结果对相应工程的施工安全有一定的参考意义。     

压缩条件下发泡聚苯乙烯的本构关系和疲劳特性

对不同密度的国产发泡聚苯乙烯 (EPS)采用刚性试验机 (MTS)进行了单轴压缩条件下的加载试验及疲劳试验 .通过对试验结果的研究分析 ,阐述了压缩条件下EPS的本构关系和疲劳特性 ,并给出了材料的抗压强度和弹性模量设计取值 .研究结果对于EPS的工程应用具有一定的参考价值     

浅谈聚苯乙烯泡沫(EPS)在岩土工程中的应用

对聚苯乙烯泡沫（EPS）的工程特性进行了介绍,并进一步讨论了EPS材料在公路填土工程、桥台工程、挡土墙工程、寒区路基工程、水利工程等方面的应用,以期进一步促进这种新型材料在岩土工程中的应用与发展。     

轻骨料混凝土与EPS板复合生产屋面隔热砖的试验研究

研究了一种新型屋面复合隔热砖的生产技术,它以轻骨料混凝土为面层和底层,中间复合一定厚度的聚苯乙烯(EPS)板,表层采用彩色防水水泥砂浆装饰.通过试验系统测试和分析了芯层EPS板厚度、轻骨料混凝土种类、层间联接方式对复合隔热砖抗压强度、抗折强度、压缩比、表现密度、导热系数、24 h吸水率的影响规律.试验结果表明EPS板的...