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题名极地高密度烧结雪层无侧限压缩离散元分析
被引量：1
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作者
李涛
霍海峰
胡彪
贾汶韬
陈庆炜
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机构
中国民航大学交通科学与工程学院
交通部机场工程安全与长期性能科研基地
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出处
《极地研究》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期240-253,共14页
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基金
国家自然科学基金(51809193)
中央高校基金(3122020040)
天津市交通运输委员会面上项目(2019-18)资助。
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文摘
从新雪变成老雪的过程叫作“烧结”,对雪层进行人工压实和烧结是建设极地机场跑道的主要方法,雪层烧结使雪颗粒间胶结尺寸增加,雪层强度增强。为探究人工压实烧结雪层在无侧限压缩荷载下的胶结接触破坏规律和承力机理,本研究采用三维离散元方法模拟了密实烧结雪层无侧限压缩试验,在室内试验结果基础上构建雪的胶结接触模型并标定接触参数,通过建立压实烧结雪离散元模型,进行了无侧限压缩加载模拟。模拟的结果验证了离散元模拟的有效性并表明:(1)在无侧限压缩下,密实烧结雪试样在剪切带区域发生集中胶结破坏,胶结断裂主要归因于接触在受拉状态下受剪;(2)冰雪颗粒的破碎会影响冰雪道面的抗剪强度,因此需要慎重考虑高应力对内摩擦角的影响。本研究将为极地地区通过压实烧结雪层简单现场试验预测其复杂应力路径下的力学特征提供科学支持。
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关键词
极地
压实雪
雪烧结
离散元
无侧限压缩试验
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Keywords
polar region
compacted snow
snow sintering
discrete element method
unconfined compression test
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分类号
P941.6
[天文地球—自然地理学]
P426.63
[天文地球—大气科学及气象学]
V351.11
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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题名有压与无压烧结雪无侧限抗压强度对比试验研究
被引量：2
- 2
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作者
霍海峰
杨雅静
孙涛
樊戎
蔡靖
胡彪
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机构
中国民航大学交通科学与工程学院
交通部机场工程安全与长期性能科研基地
中国人民解放军陆军勤务学院
中国人民解放军国防大学
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出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期40-45,共6页
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基金
中央高校基金(3122020040)
天津市交通运输委员会面上项目(2019-18)。
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文摘
雪层烧结是全球高纬度寒区雪跑道建造的重要环节,是指雪颗粒间胶结强度随时间不断增长的过程。为确定压实雪层烧结时间设计值,并深入对比有压烧结和无压烧结雪层烧结强度变化规律,自主研发加压设备进行无侧限抗压强度试验。研究表明,无侧限压缩应力-应变曲线呈现有峰值强度和无峰值强度两种形式,有峰值的情况更易发生在高压和长烧结时间下。有压烧结时雪颗粒不断受到挤压,促进雪融化成水,有利于冰的形成,故雪的密度随烧结时间延长先快后慢不断增长,而无压烧结时密度基本不发生变化,进而造成有压烧结雪样的强度和弹性模量均大于无压烧结雪样。无压烧结15 d后雪的强度增长显著放缓,故雪跑道建设过程中,在烧结温度为-10℃左右,建议取15 d作为压实雪层烧结时间设计值。研究成果可用来指导雪跑道建造中雪层强度指标和变形指标的确定。
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关键词
高纬度寒区
压实雪层
烧结
抗压强度
弹性模量
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Keywords
high latitude cold region
compacted snow layer
sinter
compressive strength
elastic modulus
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分类号
TU5
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名两种极地压实雪层跑道设计方法
- 3
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作者
霍海峰
李涛
陈庆炜
贾汶韬
胡彪
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机构
中国民航大学交通科学与工程学院
交通部机场工程安全与长期性能科研基地
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出处
《极地研究》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期580-590,共11页
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基金
中央高校基金(3122020040)
天津市交通运输委员会科技发展项目计划(2019-18)资助。
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文摘
极地跑道的建设可有效提高极地科考的后勤保障能力,而我国关于极地跑道设计的研究却鲜见报道。本文详细介绍了国外两种压实雪层跑道设计方法,分别是双层弹性体系法和实测经验法。双层弹性法是基于Burmister理论计算道面弯沉,而经验法则通过实测弯沉数据获得道面设计指标。以A320机型为例,采用两种方法做跑道设计并作对比研究。分析表明,双层弹性法优势在于同一弯沉标准可采用不同道面设计组合,局限在于未考虑单轮载重和荷载作用次数;经验法考虑了多种飞机参数,但弯沉标准10mm不可改变。通过对比发现,经验法考虑了更多的飞机参数,在相同弯沉标准下,其道面设计指标更高,且该方法在考虑弯沉的同时,也满足强度设计要求,故经验法设计较双层弹性法更科学和安全。该研究为我国极地压实雪层跑道的设计建设提供了重要借鉴思路。
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关键词
道基工程
极地
压实雪层
跑道设计
道面弯沉
道面强度
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Keywords
subgrade engineering
polar region
compacted snow runway
runway design
pavement deflection
pavement strength
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分类号
V351.11
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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