沙漠包气带水分运移机理研究

针对沙漠包气带的特点,运用中子仪—负压计—地温计联合观测法,对试验场典型地段水位埋深分别为lm,2m,3m的包气带含水量、水分势能和温度场进行了长期野外实地观测,并总结出相应的日变化、季节变化规律,分析了降水、蒸发等气象因素对包气带水分的影响过程,从而得出沙漠包气带水分运移机理及运移规律。为红砂岗矿区水源地水资源评价提供了科学依据。      

Long-term thermal stability study of the typical embankment along the Qinghai-Tibet Railway in warm permafrost regions北大核心CSCD

Using the long-term ground temperature monitoring data of the permafrost zone along the Qinghai-Tibet Railway from 2006 to 2020,three types of typical roadbed structures were analyzed. Traditional embankment（TE）,U-shaped crushed rock embankment（UCRE）and crushed rock revetment embankment（CRRE）were included the three types of typical roadbed,which were selected to the long-term monitoring sections within the warm permafrost zones. The evolution of ground temperature field,mean annual ground temperature （MAGT）and annual maximum ground temperature（AMGT）in the depth range of 20 m under the embankment were analyzed and studied since 15 years of operation. The monitoring and analysis results show that：the growth rate of MAGT under the left and right shoulders of the TE is always higher than that of the same depth in the natural site. The MAGT under the UCRE is always lower than the natural site and always maintains a certain difference,whereas,the difference in ground temperature under the left and right shoulders is also not negligible. The MAGT of the left shoulder in the CRRE is not much different from that of the natural hole,while the MAGT of the right shoulder is always lower than that of the natural hole,and the differ in ground temperature between the left and right shoulders is smaller than that of the UCRE. The artificial permafrost table（APT）under the TE is always lower than that of in the natural site. Both the UCRE and CRRE,the APT in the left and right shoulders of them has been elevated into the embankment,and the differ of APT between the left and right shoulders is about 1. 0~1. 5 m. the differ of APT between the left and right shoulders in the CRRE is slightly lower than that of UCRE. Overall,because of the influence of thermal disturbance about engineering and climate warming,the TE in the warm permafrost zones cannot keep the thermal stability of permafrost under the embankment. Some active-cooling and reinforcement measures need to be taken. Both of the UCRE and CRRE,have a certain active-cooling effect on the permafrost under embankment,but the differ in ground temperature between the left and right shoulders still needs to be taken seriously. © 2022 Science Press (China).     

多年冻土区铁路通风路基室内模型试验的温度场特征

根据多年冻土区铁路通风结构路基室内模型试验的研究, 分析了模型路基典型部位的温度随时间的变化情况, 及整个路基3个典型断面在冻结期结束和融化期结束时的温度场特征. 结果表明: 路基底部温度变化与气温变化趋势不一致; 路基上部温度变化与气温变化趋势一致, 但存在滞后现象; 沿着风向方向, 在冻结期, 路基温度分布比较对称, 但在融化期, 就形成不对称分布; 除了在通风管中部上方小部分有明显不同外,通过通风管中心轴断面的温度场特征与两通风管间断面的温度场分布特征在同一时刻是相似的.     

不同地下水流系统模式渗流场和温度场的互相影响

在地热资源丰富的地区,需要研究不同地下水流系统发育模式下渗流场和温度场的互相影响。基于二维潜水盆地多源汇的数值模拟和室内砂箱实验,改变降雨入渗强度,通过砂箱底部加温研究上下边界不同温度差条件下的渗流场和温度场的变化。研究结果表明：(1)随着降雨入渗强度加大,地下水流速增大,地下水流系统由单一区域系统向复杂的局部+区域、局部+中间+区域多级嵌套系统转化,水流对温度的再分配影响变大;(2)补给区等温线受下降水流影响下移,排泄区等温线受上升水流影响上抬,其中区域补给区和区域排泄区温度变化幅度最大;(3)砂箱底部加热后,含水层潜水面下降,地下水流速增大,流线循环深度整体变大,滞留带范围缩小。温度差是地热丰富地区的地下水流系统研究中不可忽视的驱动力。     

南海礼乐盆地礁体水热循环及其对地温场的影响

南海礼乐盆地自渐新世以来持续发育碳酸盐岩礁体,礁体区地温场可能受到礁体与周围低温海水间水热循环的扰动.为了解礁体与周围海水间的热交换过程及其对礁体区地温场的影响,以便从位于礁体区的钻井测温数据中提取深部热信息,本文以过礁体区S-1井的地震剖面为基础,在流热耦合条件下对礁体内的水热活动进行数值模拟.结果表明,礁体与海水间存在水热交换,该水热活动对礁体区温度场有明显的扰动,使得礁体上部温度和地温梯度明显降低,进入礁体下伏地层后,地温梯度逐渐趋于正常;水热循环对礁体区地温场的影响程度与礁体的厚度和渗透率密切相关,礁体厚度越大、渗透率越高,礁体及其下伏地层温度越低;计算剖面中,2100 m厚礁体之下可能存在约400 m厚、渗透率约为3×10^-12 m²的高渗碎屑岩层,高渗层上覆礁体平均渗透率估计介于1×10^-13～5×10^-12 m²之间.分析表明,在受水热活动影响的礁体区,礁体下伏地层中的热流可近似代表礁体区的深部热背景,S-1钻井深部热流介于65～75 mW·m^-2     

半潜式贮油沉箱结构温度场计算分析

研究了多介质热传导问题。采用有限单元法对工程中的半潜式圆筒壳贮油沉箱夹层壳壁结构的温度场进行了计算分析。     

基于三棱柱11剖分法的海洋温度场动态三维建模方法研究

海水的温度是海洋物理性质中最基本的要素之一,随着对地球研究的逐步深入,数字地球的建模范围也从陆地向海洋延伸,从静态向动态建模发展。由于海洋每时每刻都在变化,对海洋温度场的三维建模尤其是动态三维建模尤为困难。本文分析了海洋温度场数据获取的方法,并从动态温度场数据的特点出发,提出了基于三棱柱11剖分法的海洋温度场动态三维建模方法,提取对象中的等温面作为特征对三维温度场进行建模和表达。实验表明,本文提出的方法可以高效地对动态三维温度场进行建模和表达。     

高寒地区水工建筑物保温基础抗冻效果分析

高寒地区水工建筑物基础采用EPS板来保温,抵御因地基冻胀而引起的破坏,已取得了明显的效果。采用野外现场模拟,对EPS保温基础进行了四个冬春的观测,取得了现场实测资料及成果。通过对不同密度、厚度的EPS保温基础的温度场变化规律的分析研究,验证了EPS基础保温工法可抑制冻胀的可行性,为进一步完善EPS板的防冻理论和实用经验提供了参考依据。     

API圆螺纹连接上卸扣过程中温度场分布的实验研究

粘扣是油套管接头的主要失效形式之一,直接影响油套管的密封性能和连接强度。以J55Φ73.03mm×5.51mmAPI不加厚圆螺纹油管为实验样本,利用TH7102型热像仪对在不同上卸扣速度和扭矩作用下螺纹连接部位温度场的分布进行了动态测试。根据摩擦磨损理论对影响螺纹连接部位温度场的分布和粘扣失效的主要因素进行了研究和总结,实验表明螺纹连接部位温度场分布不均匀,当接箍螺纹外表面温度超过60℃时,油管啮合螺纹一般会出现粘扣失效现象。     

高海拔、高寒区、冻土隧道洞内施工环境控制技术

青藏高原腹地的青藏铁路风火山和昆仑山隧道,近5 000 m海拔的高原缺氧和严寒恶劣气候,以及多年冻土不良地质,使施工作业人员生命与健康、冻土保护和隧道质量问题严重。通过创建洞内施工环境流体温度场和冻土围岩温度场理论和温度场计算模拟,研制和使用施工通风与供暖一体化机组、制氧与供氧系统、监测与控制系统,实现了洞内气温、空气质量的全面控制,为两隧道的顺利建设提供了重要的技术保障和合适的工作条件。