| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第12-22页 |
| 1.1 课题背景及意义 | 第12-13页 |
| 1.2 关于地下换热器能力衰减与失效问题 | 第13-17页 |
| 1.2.1 地能利用及其地下蓄能 | 第13-15页 |
| 1.2.2 地下换热器结构变异 | 第15-17页 |
| 1.3 相关管土结构冻胀变形研究现状 | 第17-20页 |
| 1.3.1 国外研究状况 | 第17-19页 |
| 1.3.2 国内研究状况 | 第19-20页 |
| 1.4 本文主要研究内容与方法 | 第20-21页 |
| 1.5 本章小结 | 第21-22页 |
| 第2章 管土结构冻胀实验及其方法研究 | 第22-36页 |
| 2.1 冻胀变形应变测量 | 第22-27页 |
| 2.1.1 电阻应变片 | 第22-24页 |
| 2.1.2 电测原理 | 第24-26页 |
| 2.1.3 温度影响修正 | 第26-27页 |
| 2.2 冻胀变形管体内构测量 | 第27-30页 |
| 2.2.1 内径 | 第28页 |
| 2.2.2 管容积 | 第28-29页 |
| 2.2.3 流阻变化 | 第29-30页 |
| 2.3 实验系统装备及其测试 | 第30-34页 |
| 2.3.1 实验系统 | 第30-31页 |
| 2.3.2 测试系统 | 第31-34页 |
| 2.4 本章小结 | 第34-36页 |
| 第3章 换热器管体冻胀变形和影响因素作用特性实验分析 | 第36-54页 |
| 3.1 冻胀变形基本特性 | 第36-41页 |
| 3.1.1 实验条件设定 | 第36-37页 |
| 3.1.2 岩土温度与冻结区域变动性 | 第37-38页 |
| 3.1.3 管体应变与受力 | 第38-40页 |
| 3.1.4 容积与流阻变化 | 第40-41页 |
| 3.2 低温流体温变影响 | 第41-45页 |
| 3.2.1 流体温变模式 | 第41-42页 |
| 3.2.2 岩土温度与冻结半径变化 | 第42-44页 |
| 3.2.3 管体应变与受力 | 第44-45页 |
| 3.3 换热管初始变形影响 | 第45-49页 |
| 3.3.1 初始形态 | 第46-47页 |
| 3.3.2 冻结半径变化 | 第47-48页 |
| 3.3.3 应变延展差异 | 第48-49页 |
| 3.4 岩土粒径度作用特性分析 | 第49-53页 |
| 3.4.1 两种粒径度岩土 | 第49-50页 |
| 3.4.2 冻结半径变化 | 第50-51页 |
| 3.4.3 管体应变与受力差异 | 第51-53页 |
| 3.5 本章小结 | 第53-54页 |
| 第4章 管土结构冻胀变形计算分析方法与建模 | 第54-78页 |
| 4.1 岩土冻胀物理过程 | 第54-56页 |
| 4.1.1 冻胀岩土 | 第54-55页 |
| 4.1.2 冻胀作用基本要素 | 第55-56页 |
| 4.2 管土冻胀变形数学描述 | 第56-61页 |
| 4.2.1 岩土孔隙率函数 | 第56-57页 |
| 4.2.2 管土变形控制方程 | 第57-59页 |
| 4.2.3 岩土相变传热控制方程 | 第59-61页 |
| 4.3 管土接触面算法处理 | 第61-64页 |
| 4.3.1 接触面离散 | 第61-62页 |
| 4.3.2 接触跟踪处理 | 第62页 |
| 4.3.3 接触状态算法 | 第62-63页 |
| 4.3.4 接触面摩擦关系 | 第63-64页 |
| 4.4 程序设计与算法应用 | 第64-67页 |
| 4.4.1 设计程序关联 | 第64-66页 |
| 4.4.2 算法确立 | 第66-67页 |
| 4.5 计算模型与验证 | 第67-75页 |
| 4.5.1 模型 | 第68-74页 |
| 4.5.2 实验验证 | 第74-75页 |
| 4.6 本章小结 | 第75-78页 |
| 第5章 典型管土结构冻胀变形数值计算分析 | 第78-116页 |
| 5.1 单 U 型结构 | 第78-89页 |
| 5.1.1 单 U 算例模型 | 第78-80页 |
| 5.1.2 单 U 型岩土冻结区基本特性 | 第80-85页 |
| 5.1.3 单 U 型管体冻胀变形基本特性 | 第85-89页 |
| 5.2 双 U 型结构 | 第89-100页 |
| 5.2.1 双 U 算例模型 | 第89-91页 |
| 5.2.2 双 U 型岩土冻结区基本特性 | 第91-96页 |
| 5.2.3 双 U 型管体冻胀变形基本特性 | 第96-100页 |
| 5.3 U 弯管段结构 | 第100-114页 |
| 5.3.1 U 弯管段算例模型 | 第101-103页 |
| 5.3.2 U 弯管段岩土冻结区基本特性 | 第103-109页 |
| 5.3.3 U 弯管段冻胀变形基本特性 | 第109-114页 |
| 5.4 本章小结 | 第114-116页 |
| 第6章 影响因素作用特性数值计算分析 | 第116-148页 |
| 6.1 换热管温度工况影响 | 第116-125页 |
| 6.1.1 关于降温工况 | 第116-119页 |
| 6.1.2 关于恒温工况 | 第119-122页 |
| 6.1.3 关于进出水温差影响 | 第122-125页 |
| 6.2 地下换热器主要结构参数影响 | 第125-132页 |
| 6.2.1 管间距 | 第126-128页 |
| 6.2.2 管体直径 | 第128-132页 |
| 6.3 岩土主要参数影响 | 第132-145页 |
| 6.3.1 岩土初应力 | 第132-137页 |
| 6.3.2 岩土弹性模量 | 第137-141页 |
| 6.3.3 岩土初始含水量 | 第141-145页 |
| 6.4 本章小结 | 第145-148页 |
| 第7章 总结和展望 | 第148-152页 |
| 7.1 总结 | 第148-150页 |
| 7.2 本文创新点 | 第150页 |
| 7.3 展望 | 第150-152页 |
| 参考文献 | 第152-162页 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 | 第162-164页 |
| 后记和致谢 | 第164页 |