标准受火条件下考虑水分迁移混凝土板温度场数值计算

火灾（高温）条件下,钢筋混凝土构件中水分的蒸发迁移会改变构件内部的传热过程,导致温升及局部温度分布发生变化。本文尝试在一定假设条件的基础上建立简单的水分蒸发迁移模型来考虑水分对混凝土板温升过程及温度分布的影响,进而对计算温度场进行适当修正。     

带肋薄壁方钢管混凝土柱温度场试验研究与分析

为研究带肋薄壁钢管混凝土柱在火灾下的温度分布,进行3根足尺带肋薄壁方钢管混凝土柱升温试验。建立方钢管混凝土柱温度场有限元模型,模型计算结果与实验结果符合较好。利用模型分析了典型的温度场分布规律,并研究了各参数对构件温度场的影响规律。结果表明:构件截面温度场在四面受火状态下呈双轴对称分布,且角部温度较高。加劲肋对构件温度场的影响仅限于焊接点附近,加劲肋间距和含钢率对构件整体温度场影响微小;截面边长、受火时间和受火方式是影响构件温度场的主要因素。     

围岩散热计算及壁面水分蒸发的处理

笔者采用湿度系数法对壁面水分蒸发进行了处理,对计算壁面处饱和空气含湿量的方法进行了改进,将饱和空气含湿量与温度的关系拟合为二次曲线;建立了在考虑壁面水分蒸发情况下解算巷道围岩温度场分布及围岩向风流的散热量的数学方程,并采用异步长有限差分法对其进行了数值模拟求解;解算出巷道壁面水分蒸发情况下围岩温度分布、壁面温度和围岩散热量的变化规律;并与将饱和空气含湿量与温度的关系拟合为线型关系曲线时的解算结果进行了对比,将饱和空气含湿量和温度之间的关系拟合为线性的计算结果存在一定的误差,通风时间越长,湿度系数越大,风流相对湿度越小,拟合为线性时计算出来的壁面温度和围岩散热量的误差越大。     

带肋薄壁钢管混凝土T形柱温度场试验与数值分析

为研究高温下带肋薄壁钢管混凝土T形截面柱温度场的分布规律,采用电热炉进行了温度场试验,进而采用ABAQUS有限元软件建立模型,与试验结果比较,验证模型的可靠性,在此基础上,分析了标准火灾下构件温度分布规律,构件从受火面到构件截面中部,温度逐渐降低,混凝土温度较钢管和钢筋温度明显滞后,且四个阳角温度高于两个阴角温度。在工程常用范围内,分析了受火时间、截面尺寸和加劲肋间距对构件温度场分布的影响,结果表明:随着构件截面尺寸的增大截面温度呈明显降低趋势,随着受火时间的增加钢管温度和混凝土温度呈不同态势增长,而钢筋加劲肋间距变化对温度场影响较小。     

火灾温度下钢筋混凝土板的非线性分析

本文利用一维非稳态差分方法分析了火灾温度作用时钢筋混凝土内部温度场分布，根据混凝土和钢筋在不同温度的本构关系及强度变化，对钢筋混凝土板进行了非线性分析，本文所得的温度场和荷载－挠度曲线计算结果与试验结果吻合较好。     

现役钢筋混凝土受弯构件残余承载力计算模型

本文基于钢筋混凝土结构理论及锈蚀钢筋混凝土构件的力学性能的变化规律,建立了钢筋混凝土构件残余承载力的计算模型,并通过实验验证了计算模型的有效性.模型的物理概念明确、简单实用,可供现役混凝土结构的耐久性评估及维修决策参考.     

钢管混凝土柱温度场简化计算方法

钢管混凝土柱是建筑承重结构的重要组成部分,其耐火极限研究尤为重要。温度场计算作为抗火研究的基础,在保证精确度的前提下要做到简单实用,为高效的抗火设计提供有利条件。通过有限元软件ABAQUS模拟构件温度场,分析80种不同工况下圆、方形构件温度场分布特点,并考虑钢管厚度、截面尺寸等因素,提出了钢管及混凝土温度简化计算公式。通过试验数据、模拟数据对公式进行调校验证,结果表明计算精度满足工程设计要求。     

基于二阶矩法的钢筋混凝土连续梁可靠度分析

根据结构可靠性理论,运用应力-强度干涉模型,考虑随机参数服从正态分布情况下的影响,构建连续梁在强度失效模式下的可靠性模型,应用二阶矩法通过数值分析计算结构的可靠指标,得出了结构的可靠度。为使所建立的模型符合钢筋混凝土结构的具体受力特点,荷载效应计算中考虑了钢筋混凝土结构的内力重分布,承载能力计算中参考了《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)给出的近似计算公式,得到了多维非线性的极限状态方程。通过实例对模型和可靠度方法进行了验证,计算分析表明,本文所建立的可靠性模型揭示了钢筋混凝土连续梁在各种随机因素作用下强度失效的规律,为钢筋混凝土连续梁的可靠性分析提供了依据。此外,本文提供的构件可靠度计算思路也可为其他各类钢筋混凝土构件的可靠度分析提供参考。     

钢筋混凝土柱温度场试验研究

研究钢筋混凝土柱在升温、降温加热曲线作用下的截面温度场分布。完成了1根边长700mm方形钢筋混凝土柱的四面受火温度场试验,加热曲线升温段为ISO-834标准升温曲线,降温段为随炉冷却降温曲线。试验过程中测得了柱截面内不同位置的温度变化。建立有限元模型对试验结果进行了模拟分析。结果表明:方形柱截面内不同位置的升温速率、降温速率受其距受火面距离影响较大;截面内距离受火面越远的位置,升温滞后现象越明显;在ISO-834标准升温和随炉降温加热曲线作用下,当方形柱的截面边长大于等于700mm时,柱截面内的温度分布可反映大截面尺寸钢筋混凝土柱在火灾升、降温阶段的温度分布变化。     

不同堆积型式硫化矿石堆积体温度场数值模拟

基于有限元数值方法,研究硫化矿石堆积体温度场的空间分布规律,建立硫化矿石堆积体温度场数值模型。利用该模型,计算了不同堆积型式的硫化矿石堆积体温度场演化规律,按照结构堆积型式分为:三角形堆积体和梯形堆积体。计算结果表明,硫化矿石堆积体温度分布受堆积型式影响显著:对于靠侧壁呈三角形的堆积型式,温度场关于侧壁角点和坡面中点连线对称分布;对于平面地基上梯形的堆积型式,温度场并不完全关于过形心点垂线对称分布。在两种型式的堆积过程中堆积体内最高温度值基本相同,而在后期堆放过程中,采用梯形堆积型式的最高温度值较三角形堆积型式的计算结果偏低。     

潮湿巷道风流温度及湿度计算方法研究

对计算潮湿巷道中风流温度和湿度的方法进行改进,提出将饱和空气含湿量与温度的关系拟合为二次曲线计算巷道壁面水分蒸发的方法,编制模拟潮湿巷道中风流与围岩热交换和巷道壁面水分蒸发的计算机程序,解算出风流温度及湿度的变化规律。并将解算结果与将饱和空气含湿量与温度的关系拟合为线形曲线时的解算结果进行分析对比,将饱和空气含湿量和温度之间的关系简单拟合为线性,风流温度的误差在通风时间较短时相对误差较大。随通风距离增长风流温度和相对湿度的误差增加。     

褐煤低温干燥表面收缩特性实验研究*

为明确褐煤低温（50 ℃以下）干燥引发表面干缩现象的发展规律,采用低温（20~30 ℃）低湿（40%~60%）空气干燥的方式,开展褐煤低温干燥干缩实验,分析干燥与表面收缩规律。结果表明:低温干燥过程中,对水分蒸发速率影响显著的因素是相对湿度而非温度,70%~90%的总水分散失量在干燥初期48 h内蒸发完成,平均含水率低至12.8%;低温干燥导致褐煤发生非均匀性表面干燥收缩,表面干缩经历热胀-快速干缩-收缩稳定3个阶段,水分快速蒸发散失的前48 h干缩率低,之后进入水分蒸发速率显著降低而干缩率持续升高,最终至收缩稳定,低速蒸发阶段发生显著干缩;表面干燥收缩率与散失水分质量具有显著的正相关性,与水分含量和蒸发速率具有显著负相关性。     

高温热表面油液蒸发的时变性热质传递模型与实验研究

针对高温热表面油液蒸发热质传递过程的时变性,考虑这一过程中的对流传质传热,建立了热环境作用下油液蒸发的热质传递模型方程,通过无量纲变换,求得空间浓度分布和温度场随时间的变化规律。以庚烷为试验对象,对高温热表面油液蒸发过程进行了实验研究。理论分析与实验表明:庚烷蒸发过程中,刘易斯数大于1,传热速率大于传质速率;蒸发导致的质量损失与时间平方根的成正比,与液面的面积成正比,且与质量扩散系数的平方根成正比,饱和蒸气浓度越大,蒸发速率也越大。油液蒸发计算结果与试验结果基本一致,表明了模型的有效性。     

Dry and wet heat transfer through clothing dependent on the clothing properties under cold conditions.

The purpose of this study was to investigate the effect of moisture on the heat transfer through clothing in relation to the water vapour resistance, type of underwear, location of the moisture and climate. This forms part of the work performed for work package 2 of the European Union THERMPROTECT project. Thermal manikin results of dry and wet heat loss are presented from different laboratories for a range of 2-layer clothing with similar dry insulations but different water vapour permeabilities and absorptive properties. The results obtained from the different manikins are generally consistent with each other. For each climate, total wet heat loss is predominately dependent on the permeability of the outer layer. At 10 degrees C, the apparent evaporative heat loss is markedly higher than expected from evaporation alone (measured at 34 degrees C), which is attributed to condensation within the clothing and to increased conductivity of the wet clothing layers.     

水分对堆积状态褐煤自燃特性影响研究

为研究水分对低阶煤在堆积状态下自然发火特性的影响,基于Frank-Kamenetskii理论,采用开放式恒温加热试验法,分析不同水分含量(4％～23％)白音华褐煤的升温过程及临界自燃着火温度.进一步研究不同煤样粒径(0.5～5 mm)和煤堆体积(1.25 ～10 ×105 mm3)条件下,水分对堆积褐煤自燃特性的影响....     

高温高湿巷道内不稳定换热系数影响因素分析及模型建立*

为研究高温高湿巷道不稳定换热系数的变化规律,采用Fluent软件对高温高湿巷道内的热湿交换进行数值模拟,通过单因素和正交模拟实验探讨风流温度、风流速度、岩石导热系数、原岩温度以及巷道当量直径对高温高湿巷道不稳定换热系数的影响。研究结果表明:高温高湿巷道不稳定换热系数随时间的变化规律与普通巷道一致,均与通风时间呈负相关,但通风时间为1 a的高温高湿巷道不稳定换热系数较普通巷道增加了12.5%。通过单因素分析得到风流速度、岩石导热系数和当量直径与不稳定换热系数呈正相关。通过极差分析得到各因素对不稳定换热系数的影响程度为:岩石导热系数>当量直径>风流速度>风流温度>原岩温度。利用SPSS软件对正交实验数据进行拟合,建立不稳定换热系数的计算模型,拟为高温高湿巷道内热负荷计算及井下风温预测提供参考。     

水分影响下阴燃传播及气相反应发生的研究

为了解阴燃传播及其反应状态发生变化的特点,采用一半干燥一半加湿的聚氨酯泡沫材料进行实验。在自然对流条件下,阴燃由下到上从干材料传播到湿材料。各次实验中阴燃在干材料部分都保持稳定传播,而湿材料部分所设计的含水率则从8.4%到21.7%。水分的吸热作用使阴燃状态随含水率大小发生极大的变化。在含水率较小时,阴燃仍能继续传播但温度和速度都有所下降;含水率稍大时,阴燃反应受到抑制,在内部有氧气剩余的情况下则会发生气相反应;当含水率进一步增大,阴燃就会熄灭。如果阴燃能传播到材料末端,外界的大量氧气进入阴燃区将使其向明火发生转化。     

降雨条件下黄土斜坡的入渗特征分析

为研究黄土斜坡的降雨入渗规律和降雨诱发黄土滑坡的机理,在宁夏西吉县一黄土斜坡建立了监测站,在斜坡上部开挖探井并安装了土壤水分计观测土壤含水率,在探井附近安装了小型气象站,观测气温、降雨量、蒸发量。通过现场观测数据分析了气象条件对土壤含水率的影响,以及雨水在黄土斜坡中的入渗规律。使用SEEP/W软件分析了完整黄土斜坡和有裂隙黄土斜坡在临界降雨条件下的孔隙水压力分布,以及斜坡孔隙水压力随深度的变化规律。结果表明,深度1 m以内的土壤含水率变化受蒸发量与降雨量的影响显著,深度越大,土壤含水率的变化曲线越平缓。强度大于19 mm/d的降雨才会引起土壤含水率的骤增,且土壤含水率变化比降雨延迟48 h左右。斜坡表面发育的裂隙是雨水进入斜坡体内部的主要通道。降雨会在有裂隙的斜坡内部形成饱和区,使土体抗剪强度降低,饱和渗流会增加斜坡下滑力,这些作用使黄土斜坡发生滑动。现场监测研究得出了研究区滑坡临界降雨量的参考值,提出斜坡裂隙是降雨诱发黄土滑坡的重要因素。