前言
第1章 渠道凍融計算力學概述
1.1 渠道凍融計算力學的意義
1.2 渠道凍融計算力學的目的
1.3 渠道凍融計算力學的內(nèi)容
1.4 渠道凍融計算力學的基本方法
1.5 渠道凍融計算力學的基本工具
第2章 渠道凍融計算力學理論基礎(chǔ)
2.1 土的凍結(jié)與凍脹
2.1.1 土凍結(jié)過程中的水分遷移
2.1.2 土中水凍結(jié)時的成冰作用與冷生構(gòu)造
2.1.3 土的凍脹模型
2.2 多孔介質(zhì)熱方程
2.2.1 基本假設(shè)
2.2.2 凍土中的熱流及基本方程
2.3 多孔介質(zhì)滲流方程
2.4 聯(lián)系方程
2.5 凍土力學本構(gòu)
2.6 本章小結(jié)
第3章 渠道凍融計算力學基本數(shù)值方法
3.1 有限元理論
3.1.1 有限元基本原理
3.1.2 有限元理論基礎(chǔ)
3.1.3 最小總勢能法
3.1.4 有限元法的收斂性
3.1.5 有限元法求解問題的基本步驟
3.2 有限元計算技術(shù)
3.2.1 有限元插值的一般理論
3.2.2 剛度矩陣計算技術(shù)
3.2.3 單元插值函數(shù)數(shù)值微積分計算
3.2.4 有限元方程組解法
3.3 本章小結(jié)
第4章 渠道熱力學分析
4.1 太陽輻射模擬
4.1.1 熱輻射模型
4.1.2 模型驗證
4.2 相變模擬
4.2.1 考慮凍土水分凍結(jié)相變的熱力學模型
4.2.2 模型驗證
4.3 界面接觸熱阻模擬
4.3.1 固體材料界面接觸熱阻(TCR)
4.3.2 TCR傳熱模型
4.3.3 案例分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 渠道熱力耦合凍脹分析
5.1 熱力耦合凍脹數(shù)值模型
5.1.1 基本假定和方程
5.1.2 模型驗證與分析
5.2 考慮水分遷移及相變對溫度場影響的熱力耦合凍脹數(shù)值模型
5.2.1 基本假定和方程
5.2.2 模型驗證與分析
5.3 孔隙率模型
5.3.1 孔隙率函數(shù)
5.3.2 模型驗證
5.4 本章小結(jié)
第6章 渠道水-熱-力耦合凍脹分析
6.1 移動泵模型
6.1.1 控制方程
6.1.2 模型驗證
6.2 非飽和凍土水-熱耦合模型
6.2.1 非飽和凍土熱參數(shù)
6.2.2 凍土水力學參數(shù)
6.2.3 結(jié)冰速率
6.2.4 模型驗證
6.3 考慮凍土橫觀各向同性的水-熱-力耦合凍脹模型
6.3.1 凍土橫觀各向同性彈性本構(gòu)模型
6.3.2 凍土彈性力學參數(shù)的確定
6.3.3 理想塑性模型
6.3.4 模型驗證
6.4 襯砌-基土接觸面模型
6.4.1 模型提出
6.4.2 模型驗證
6.5 考慮凍土凍融劣化的水熱-力耦合凍脹-融沉模型
6.5.1 凍融土體彈塑性模型
6.5.2 土體凍融破壞強度準則
6.5.3 力學參數(shù)動態(tài)變化模型
6.5.4 模型驗證與分析
6.6 本章小結(jié)
第7章 渠道凍融計算力學應用實例
7.1 新型襯砌材料與結(jié)構(gòu)形式的防凍脹性能研究
7.1.1 聚合物涂層與瀝青混凝土襯砌渠道凍脹性能
7.1.2 復合土工膜與納米混凝土襯砌渠道凍脹性能
7.1.3 玻璃鋼防滲渠道凍脹性能
7.1.4 高地下水位灌排渠道濾透式剛?cè)狁詈弦r護結(jié)構(gòu)凍脹性能
7.2 渠基凍脹敏感性土換填措施防凍脹研究
7.2.1 砂礫土換填措施防凍脹分析
7.2.2 塊石換填措施抗東融效果評價
7.3 保溫板復合襯砌防凍脹研究
7.3.1 有限元模型與參數(shù)選取
7.3.2 溫度場分析
7.3.3 水分場分析
7.3.4 襯砌板應力變形分析
7.4 新型自適應防凍脹襯砌結(jié)構(gòu)——“適膜”“適變”“適縫”斷面
7.4.1 “適膜”防凍脹技術(shù)
7.4.2 “適變”防凍脹技術(shù)
7.4.3 “適縫”防凍脹技術(shù)
7.5 寒區(qū)渠道的陰陽坡效應研究
7.5.1 陰陽坡溫度場分布
7.5.2 陰陽坡水分場分布
7.5.3 陰陽坡襯砌板應力變形情況
7.6 高地下水位預制混凝土襯砌渠道凍脹破壞特性研究
7.6.1 預制混凝土板接縫數(shù)學模型
7.6.2 有限元模型與參數(shù)選取
7.6.3 溫度場分析
7.6.4 水分場分析
7.6.5 襯砌板法向凍脹和接縫變形分析
7.7 本章小結(jié)
參考文獻