王腾飞
- 作品数：6 被引量：32H指数：4
- 供职机构：北京交通大学土木建筑工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程机械工程更多>>
- 不同因素对排水沟渠水平冻胀力的影响被引量：4
- 2018年
- 多年冻土地区的排水沟渠经常遭受水平冻胀力的破坏,严重影响构筑物的服役性能。根据青藏高原多年冻土区路基坡脚U型槽排水沟渠的现场试验,并通过数值计算与理论分析,分析了结构埋深、粗颗粒换填范围以及结构形式对其温度场和水平冻胀力的影响。结果表明:改变工况,对土体温度场分布的形状影响较小,仅对其大小有一定影响。不同工况下水平冻胀力均沿深度非均匀分布,最大水平冻胀力主要出现在结构中部,而其上部和下部较小,结构侧壁在1/2至1/3处易发生冻胀破坏。梯形结构所受的水平冻胀力较U型结构增大13%~15%左右,但其分布形式基本相同。因此,U型结构在降低水平冻胀力方面优于梯形结构。随着换填范围增大,排水沟渠的水平冻胀力最大值逐渐减小;对于埋深1.7 m的排水沟渠来说,其侧边的0~2.8 m是影响水平冻胀力的主要换填宽度范围,而当换填宽度超过2.8 m后,水平冻胀力几乎不再降低。
- 田亚护胡康琼邰博文沈宇鹏王腾飞
- 关键词：多年冻土排水沟渠水平冻胀力数值模拟
- 螺旋桩冻拔特性的模型试验研究被引量：17
- 2018年
- 寒季,季冻区光伏支架基础受地基土不均匀冻胀的影响,引起系统发电效率降低,甚至导致上部结构的整体破坏。因此,工程中常应用螺旋桩来抑制这种病害。通过进行单向冻结条件下的模型试验,考察多种螺旋桩及光滑桩的冻拔特性,总结温度分布、冻拔位移和轴向上拔力的变化规律。结果表明：（1）确定平均冻拔率ηj为表征抗冻拔能力的合理指标,其中半螺旋大叶片桩具有最小平均冻拔率（1.03%）,全螺旋桩的平均冻拔率最高;（2）冻拔位移与冻深之间存在线性关系,螺旋叶片的布设影响冻拔发展;（3）限定桩竖向位移条件下,轴向上拔力与冻深之间存在指数关系。因此,研究成果可为季冻区轻荷载工程基础的抗冻拔措施提供参考。
- 王腾飞刘建坤邰博文吕鹏
- 关键词：螺旋桩冻拔模型试验
- 季节冻土区光伏支架螺旋桩基的冻胀数值分析研究被引量：11
- 2016年
- 利用有限元软件COMSOL自定义模块功能,将建立的水热力三场顺序耦合模型导入,模拟二维轴对称条件下多种螺旋桩在土体冻结过程中发生的冻拔,并设置光滑桩作对比.在冻深达到桩长全长时,全螺旋小叶片桩具有良好的抗冻拔效果(仅为光滑桩的19.5%).使用COMSOL内嵌热应力模块,模拟三维条件下螺旋桩抗冻拔过程,并与室内试验结果作对比.结果显示冻深只有桩长一半时,双螺旋小叶片桩明显减少桩体冻拔量.表明:通过数值分析可比选出抗冻拔的最优桩型,对于现场试验的光伏支架螺旋桩型设计提供参考.
- 王腾飞刘建坤刘晓强尚亚龙
- 关键词：抗冻拔螺旋桩
- 高温冻土区XPS保温板路基的冻土上限计算模型（英文）被引量：4
- 2017年
- 为揭示青藏高原东部高温冻土区高速公路XPS保温板路基的人为冻土上限退化规律,确保高温冻土区路基的长期热稳定性,减小因人为冻土上限退化引起的路基病害,首先,利用现场地温实测资料分析高温冻土区XPS保温板路基地温的纵、横向分布特征,以及路基修筑初期人为冻土上限的退化特征;然后,采用非饱和土渗流与热传导理论求解冻土水热耦合微分方程,实现冻土水分场与温度场的全耦合,进而将水热耦合模型模拟所得温度场与现场实测温度场进行比较,以验证该模型的正确性;并分析XPS保温板路基在5种工况(包括填料类型、年平均地温、路基高度、XPS保温板铺设位置和气候变暖)下人为冻土上限的退化规律;最后,采用MATLAB分析影响人为冻土上限退化主要因素,进而对其进行多元线性回归,建立高温冻土区XPS保温板路基人为冻土上限计算模型。研究结果表明:XPS保温板路基左侧一定范围内温度比右侧对应范围的温度高;路基修筑初期人为冻土上限先抬升60cm,然后以10cm/年下降,冻土上限的变化导致深部冻土层存在一定幅度的升温;5种工况条件下,路基人为冻土上限与时间均呈线性增加关系;影响人为冻土上限退化的2个主要影响因素为填料类型和气候变暖;该模型可为今后开展高温冻土区高速公路XPS保温板路基长期变形预测与病害防治提供技术参考。
- 邰博文刘建坤房建宏徐安花刘磊王腾飞
- 关键词：道路工程
- 单向冻结条件下模拟螺旋桩的冻拔响应（英文）被引量：3
- 2017年
- 季节性冻土区活动层土体在寒季的冻结会引起与冻胀相关的工程病害,如埋设在冻土中的地基会随冻胀的发展发生冻拔等。针对该问题,寒区工程一般选用螺旋桩来减轻影响。采用COMSOL Multiphysics软件建立有限元模型,模拟单向冻结条件下螺旋桩-地基土系统的响应。考虑水分、温度、应力3种物理场的顺序耦合,即自定义水分-温度耦合计算模块,在理查德方程中考虑冰水相变、冰对水分迁移的阻抗作用等,得到某时刻的全局体积含冰量分布,根据半经验模型建立冻胀量与体积含冰量、温度之间的关系,用以计算应力场中冻胀、冻拔变形,得到应力与位移分布,最终实现水分、温度、应力3个物理场的顺序耦合。根据几何对称性,建立二维轴对称计算模型。比选了3类螺旋桩(多叶片螺旋桩、宽叶片双螺旋桩、窄叶片双螺旋桩),并设置1组直线形桩作对照。计算结果表明:边界温度设为-15℃,经过7d冻结,土体冻深超过了桩的埋设深度,3种螺旋桩的冻拔位移小于直线形桩,证明了其减轻冻拔的作用;此时,螺旋桩底层叶片将承担最多的应力,桩身可以传递更多的冷量到下部土层,促使桩周土体冻结;通过对比不同桩形,总结出叶片布设的主要几何参数,即螺距、叶片宽度与数量及顶层叶片位置等对螺旋桩-地基土系统的冻拔响应会产生较大影响,并初步探索了寒区工程中一种基础的抗冻拔措施。
- 王腾飞刘建坤邰博文胡田飞于钱米王李阳
- 关键词：道路工程路基螺旋桩冻拔冻土区
- 季节冻土区光伏支架螺旋桩基的冻胀数值分析研究
- 利用有限元软件COMSOL自定义模块功能,将建立的水热力三场顺序耦合模型导入,模拟二维轴对称条件下多种螺旋桩在土体冻结过程中发生的冻拔,并设置光滑桩作对比.在冻深达到桩长全长时,全螺旋小叶片桩具有良好的抗冻拔效果(仅为光...
- 王腾飞刘建坤刘晓强尚亚龙
- 关键词：季节冻土区
