人工凍土地基溫度場(chǎng)模型試驗(yàn)及特性分析.pdf

1、經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展帶動(dòng)能源的發(fā)展，各種大型礦物能源相繼被開發(fā)利用，因此需要建設(shè)工程項(xiàng)目越來越多。在工程建設(shè)的過程中，各種工程問題不斷出現(xiàn)，其中由于凍土存在的工程隱患最為嚴(yán)重。而我國的凍土占國土面積比較多，因此對(duì)凍土性質(zhì)的研究具有十分重要的意義。土體凍結(jié)，溫度發(fā)生變化的過程中，性質(zhì)也會(huì)相應(yīng)改變。影響土體溫度的眾多熱物理參數(shù)中，導(dǎo)熱系數(shù)的影響尤為重要。
　　本文采用安徽理工大學(xué)自主研發(fā)人工凍土凍結(jié)試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行室內(nèi)模型試驗(yàn)，模擬凍土凍結(jié)溫度

2、的變化，模型試驗(yàn)的凍結(jié)管分左右兩個(gè)圈徑，分別在下(-0.6m)、中(-0.3 m)、上(-0.1m)三層進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)檢測(cè);對(duì)支持向量機(jī)理論進(jìn)行闡述，在此理論的基礎(chǔ)上，利用支持向量機(jī)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)溫度的變化;利用大型有限元分析軟件ANSYS，建立人工凍土凍結(jié)溫度場(chǎng)模型，對(duì)不同導(dǎo)熱系數(shù)條件下的凍土進(jìn)行模擬;在導(dǎo)熱系數(shù)反分析理論的基礎(chǔ)上，利用最小二乘法準(zhǔn)則對(duì)ANSYS后處理得到的測(cè)溫點(diǎn)理論溫度數(shù)據(jù)和試驗(yàn)測(cè)得的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在

3、模擬的導(dǎo)熱系數(shù)范圍內(nèi)確定出一個(gè)最優(yōu)導(dǎo)熱系數(shù);利用得到的最優(yōu)導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行模擬，通過對(duì)比模擬得到的溫度和實(shí)測(cè)溫度，驗(yàn)證反分析得到的等效導(dǎo)熱系數(shù)的準(zhǔn)確性，本模型試驗(yàn)反分析得到的等效導(dǎo)熱系數(shù)為1.875 kJ/(m·h·℃)。
　　本文先是利用室內(nèi)模型試驗(yàn)?zāi)M凍土凍結(jié)過程，利用支持向量機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，可以有效及時(shí)預(yù)測(cè)凍土溫度變化;并利用大型有限元軟件進(jìn)行導(dǎo)熱系數(shù)反演，得到的模擬溫度曲線與實(shí)測(cè)溫度曲線吻合較好，對(duì)實(shí)際的工程中凍土研究有