非均匀热环境下人体热舒适的计算与边界条件

建立了人体-服装-微气候环境构成系统的数学模型,提出了该模型数值求解的边界条件.采用生物热方程与三维流场Navier-Stokes方程耦合求解的快速迭代算法,分别得到评价着装与不着装人体舒适问题的SD与EQT指标.数值结果表明:人体在着装与不着装情况下,数值结果与实验数据较吻合.     

波速测试法在冻结粉质黏土强度研究中的应用

采用超声波技术测定冻土强度指标和分析其影响因素是目前冻土学术界及冻土工程领域研究的重点课题,冻土纵波波速与温度和含水率关系研究是该课题研究的重要和关键内容.用SYC-2型超声波测试仪和20 kHz超声换能器实测了不同温度和不同含水率下冻结粉质黏土的纵波波速,对实验数据进行了分析,结果表明:含水量一定时,总的趋势是冻结粉质黏土纵波波速随冻结温度的降低而增加,-7 ℃是冻结粉质黏土波速增长的拐点,-20 ℃是冻结粉质黏土波速快速增长的拐点;冻结温度一定时,其纵波波速和冻土强度随含水率的增加有下降的趋势,含水率20%是纵波波速变化的拐点, 含水率大于24%时,纵波波速增长趋于平缓.文章结论对冻土工程设计与施工及基坑挡土墙冻结工程有较强的参考价值.     

考虑吸湿和脱湿影响的一维降雨入渗数值模拟

在分析非饱和渗流时,土水特征曲线(SWCC)起着至关重要的作用.吸湿和脱湿条件下的土水特征曲线存在显著的滞后现象,对降雨入渗土体中孔隙水压力的分布有明显影响.采用两种计算模型,运用吸湿和脱湿条件下的土水特征曲线,对一维降雨入渗土体非饱和-饱和-非饱和全过程进行数值模拟,对比分析了计算模型以及吸湿和脱湿,对降雨入渗过程中土体的孔隙水压力分布的影响.     

冻融作用对土壤含水率、pH值、电导率的影响

我国对土壤冻融作用研究主要集中在自然环境条件下冻土环境变化。文章对齐齐哈尔市南郊污水处理厂附近的氧化塘中的冻融土壤进行研究,论述了冻融作用对土壤三参数的影响。研究表明,季节性冻融作用对土壤的含水率、pH值、电导率都有影响,尤其是对含水率的影响较大。     

含水率对落叶松木材材性检测指标的影响

以落叶松为研究对象,利用无损检测技术,研究不同含水率下木材材性检测指标的变化规律。结果表明：在木材含水率未达到临界纤维饱和点时,木材的材性检测指标随含水率的增大急剧下降;在木材含水率大于临界纤维饱和点时,木材的材性检测指标随含水率的增大下降幅度较小。以木材含水率为单一变量,以木材纤维饱和点(30%)为分界点,建立含水率与落叶松木材材性检测指标的理论公式。用实测结果对理论公式进行修正,修正后的结果表明：材性检测指标的实测值与理论值变化趋势一致,用应力波测量仪和微钻阻力仪测定的波阻模量值的实测值与理论值最接近。同时,推导的理论公式可以作为现场测定木材材性指标的依据。     

含水率及孔隙率对黏性土电阻率影响的试验研究——以桂林红黏土、粉质黏土为例

为获得土体电阻率与含水率及孔隙率之间的定量关系,以桂林红黏土、粉质黏土为研究对象,通过更严格的单因素控制试验,在保持其他各因素不变的情况下,探讨两种土体的电阻率随含水率（保持土体类型、孔隙率不变）、孔隙率（保持土体类型、含水率不变）的变化规律,并引入能够综合反映含水率和孔隙率变化的土体体积含水率,探讨电阻率与体积含水率间的确定性关系及经验公式。试验结果表明：孔隙率一定时（含水率一定时）,两种土体电阻率与含水率（孔隙率）之间均呈幂函数关系。两种土体电阻率均随含水率的增加先剧烈减小,而后逐渐变缓;均随孔隙率的增加而增加。两种土体电阻率均随体积含水率的增大而减小,红黏土电阻率与体积含水率间呈幂函数关系,粉质黏土电阻率与体积含水率间呈线性关系,基于体积含水率得到的两种土体电阻率经验公式相关性较高,可应用于红黏土、粉质黏土地区的岩土工程实践。     

基于COMSOL软件的深埋地下工程围护结构热湿耦合传递模拟

围护结构内的热湿耦合传递是影响地下工程热湿负荷的重要因素,为了研究深埋地下工程中围护结构的热湿行为,通过建立热湿耦合传递模型,以两种衬砌结构为研究对象。在进行热湿传递模拟时,为体现含湿量对材料导热性能和传湿性能的影响,模型中将建筑材料的各项参数均表示为含湿量的函数。利用COMSOL Multiphysics的偏微分方程接口,模拟围护结构的热湿吸放过程,并比较两种衬砌结构的热湿传递规律。模拟结果表明:围护结构的热湿负荷变化略滞后于工程内部空气的温湿度的变化过程;离壁式衬砌结构的热负荷远小于贴壁式衬砌结构;离壁式衬砌中的空气夹层能有效增加围护结构的热阻,但是会降低围护结构的传湿阻力;离壁式衬砌结构和室内空气的传湿量略小于贴壁式衬砌结构,两者相差大约30%;离壁式衬砌更能够减小深埋地下工程的热湿负荷,降低工程能耗水平。     

水分迁移对高山草甸区非冻结路基土的影响

高山草甸区域内道路冻胀、翻浆等病害大量发生,水分迁移是产生冻胀翻浆病害的主要原因.为了研究初始含水率、细颗粒含量及入流通量对非冻结路基土中水分迁移的影响.依托拉妥至芒康公路改建工程,进行室内试验.结果表明:当土体处于最佳含水率时,不同细颗粒含量的土样毛细水上升高度不同;在一定细颗粒含量范围内,土体总入流量及入流通量随细颗粒含量的增加而增大;当初始含水率为11％时,细颗粒含量为19％的土样总入流量随时间变化曲线表现为"S"形,而细颗粒含量为22％的土样却表现为拱形,说明土样总入流量随时间变化曲线随着细颗粒含量的增加,土样同样出现滞后现象.土体总入流量及入流通量与初始含水率成反比,总入流量随时间变化曲线由拱形变化为"S"形.结果表明高山草甸区的最低路基填筑高度控制在1.5 m以上,能有效防治路基冻胀翻浆.研究成果可对西藏高山草甸区公路建设与养护提供科学的依据和指导意义.     

环境温度对活立木内部含水率变化的影响

【目的】分析活立木内部含水率变化的影响因素,研究含水率在不同环境温度下的变化规律。【方法】在室外不同温度(-26Symbol～A@10 ℃)下采用时域反射计(time domain reflectometer, TDR)对落叶松和小叶杨两种活立木进行检测,获取树内温度和电磁波传播时间的连续变化值,据此推导出不同温度下活立木的含水率。在此基础上,分析了活立木内部电磁波传播时间和含水率的昼夜变化,以及较长时间周期内随温度变化的规律,确定了环境温度与含水率的定量关系,建立了两者之间的关系模型。【结果】在1个昼夜时间周期内,含水率和树内温度变化趋势基本一致,含水率变化略滞后一些,随昼夜平均温度的下降,含水率变化范围收窄; 在较长时间周期内,随日均树内温度的降低,活立木样本平均电磁波传播时间和含水率均呈下降趋势,落叶松电磁波传播时间变化曲线没有明显拐点,含水率变化曲线在-6.3 ℃之前变化率较大(14.75%/℃),之后趋于平稳(0.94%/℃),小叶杨与之变化相似; 树内温度和环境温度具有显著线性正相关性,二者线性模型拟合优度较高(R²=0.91),可以用环境温度预测树内温度; 树内温度与活立木含水率的关系分3个变化阶段,均呈线性关系,决定系数R2均高于0.71。【结论】低温环境下,以环境温度为研究点探究活立木内部电磁波传播时间和含水率变化是可行的,通过相关公式可以推导出活立木内部含水率。     

腐烂等级、径级对阔叶红松林木质残体含水率和密度的影响

【目的】含水率和密度是木质残体重要的物理性质。为了更合理地评估森林生态系统养分含量和生产力变化,对阔叶红松林木质残体的含水率和密度进行研究。【方法】以东北典型阔叶红松林中主要树种红松、臭冷杉、枫桦、槭树、椴树、水曲柳、榆树的木质残体为研究对象, 对5个腐烂等级(Ⅰ—Ⅴ)下的3个径级(ⅰ—ⅲ)进行取样, 分析腐烂等级、径级、树种、结构组分(边材、心材)对木质残体含水率、密度的影响。【结果】随腐烂等级的增加, 木质残体含水率显著增加, 密度显著降低; 除腐烂等级Ⅲ和总体木质残体边材密度显著高于心材外, 其余腐烂等级木质残体含水率、密度在边材与心材之间均无显著差异; 除腐烂等级Ⅰ的木质残体心材含水率外, 其余腐烂等级木质残体边材、心材的含水率和密度在部分树种之间均有显著差异。木质残体含水率、密度在径级间均无显著差异; 径级ⅰ的木质残体边材、心材含水率在部分树种间有显著差异, 径级ⅰ、ⅲ的木质残体边材、心材的密度在部分树种间均有显著差异。【结论】受不同因素的影响,阔叶红松林木质残体的含水率、密度有不同的变化规律, 且腐烂等级以及树种是导致木质残体分解过程中引起含水率、密度显著变化的重要因素。