冻融循环对季冻区隧道衬砌混凝土导热系数影响研究
2021-01-06张东淼王思宇梁晓明
隧道建设(中英文) 2020年12期
李 伟, 张东淼, 叶 飞, 王思宇, 梁晓明
(1. 吉林省公路管理局, 吉林 长春 130021; 2. 长安大学公路学院, 陕西 西安 710064)
0 引言
导热系数是指单位温差、单位时间内通过单位面积的热量,它表征物体导热能力的大小。文献[1-2]表明衬砌混凝土的导热系数受混凝土孔隙率大小的影响,随着冻融循环次数的增加,衬砌导热系数不再为一常数,而是随着冻融循环的次数而改变的变量。为研究季冻区运营公路隧道的径向温度场分布规律,首先要得到衬砌导热系数随冻融循环次数变化而改变的规律。
导热系数作为主要的热力学基础参数之一,国内外学者对其确定方法已经进行了广泛研究。目前,导热系数的研究主要采用理论分析和数值模拟方法进行。
理论分析方面: 奚同庚等[3]根据导热的微观理论,发现复合材料各组分的相对含量对材料导热系数有一定影响,并验证了Eucken方程预测该类复合材料导热系数的有效性; D. Campbell-Allen等[4]研究发现孔隙率及含水量是混凝土导热系数的重要影响因子,并建立了用于预测混凝土材料导热系数的理论模型(Campbell-Allen and Thorne模型); 刘为民等[5]提出了与土体饱和度有关的形状系数,推导出了以土体孔隙率和饱和度为自变量的土体导热系数计算公式; Zhang等[6]提出了一种用于预测多孔复合材料系数随机混合模型(RMM); 张伟平等[7]分析了2相复合材料导热系数理论模型,对比发现干混凝土必须考虑不同介质之间界面热阻产生的影响,而饱和混凝土不需要考虑界面热阻的影响;……
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