黑龙江干流堤防黑河段地处季节冻土区，根据历史资料，一年的温差可达60 ℃，温度的季节性变化对堤防土体的性质改变有较大影响。其中，冻胀是季节冻土区常见的冻害表现形式之一，其产生机理比较复杂，与土冻结时的水分迁移关系密切，冻胀的产生使得土体的结构与应变均发生较大变化[1-3]。春季土层中冰融化成水，在排水能力较差条件下，水分积聚，使土层处于饱和或过饱和状态，降低了土颗粒间的摩阻力，当有荷载作用时将导致土体发生融沉[4]。为研究季节冻土区堤防土体内部的各参数与结构变化，本文通过分析堤防内部原位监测仪器收集的数据并进行有限元数值模拟，给出堤防土体在一个冻融循环内的温度变化及特定时段的温度分布规律，含水率、土压力变化情况及堤防整体与堤顶公路的位移变化情况。

Analysis on the Development of the Elderly Apartment based on Timesharing Vacation Mode_____________________________CHEN Suping,TAN Meilan 36

1 堤防土体的原位监测

1.1 原位监测仪器

原位监测仪器的埋设位置位于黑龙江干流堤防第七标段黑河城区段13+370桩号处，共埋设了温度、含水率和土压力传感器等监测设备。因现场环境条件恶劣，气温偏低，为维护方便及长期监测，仪器采用建设地窖的埋设方式，通过自动化数据采集仪将数据定期传回实验室，进行换算与数据的整理。传感器埋设及数据采集仪见图1。

  

图1 传感器埋设及数据采集仪Fig.1 Sensor embedding and data acquisition

1.2 原位监测数据整理与分析

仪器埋设后2016年12月至2017年10月的温度、含水率和土压力数据以每隔6 h，每天4次进行采集并传回试验室。为避免仪器受外界环境干扰产生波动数据带来的影响，将各类数据每天传回的4个数值进行算术平均处理后，绘制图表并进行分析。

线路发生故障时最理想的情况是由线路保护动作切除故障，将停电范围尽量缩小。本文从短路计算模型出发，分析了距离保护和零序保护在高阻接地情况下的动作特性，并以一起高阻接地跳主变的事故作为案例分析，找到了距离保护在高阻接地情况下不能动作，零序保护因零序电压小不能开放以及主变中性点运行方式不完善等问题。从理论和实际两个方面论证了高阻接地跳主变的原因。并以此为切入点，提出了配置光纤差动保护、改善零序保护动作特性、考虑主变中性点运行方式等改进措施。

模型两侧取绝热边界条件，因年变化深度以下的地温变化量很小，计算区域下边界取20 m深，温度近似取为常量6 ℃[7]。其他位置处温度采用现场原位监测仪器传回数据及当地气温[8]。

2016年12月至2017年10月4个含水率传感器数据见图3。总体来看，堤顶下部不同深度处含水率随时间的变化趋势不同于温度的平缓变化，而是呈现长时间稳定与短时间突变特征。在2016年12月至2017年4月，堤防整体处于零下状态，堤顶下部1 m，2 m，3 m深度处含水率都维持在0附近，只有较深的4 m深度处保持在较小的含水率。2017年5月左右，堤顶下部1 m深度处含水率数值有一次较小的波动和增长。此时外界温度已经升至0 ℃以上，此深度处的部分土体开始融化，产生少量水分。在2017年6—7月，因为外界温度的迅速升高，土体发生了大范围的融化，在短时间内水分大量聚集，含水率数值大幅度升高。后经过渗流作用和毛细作用，水分向下，向后流失，含水率数值逐渐减小直至稳定在11%左右。堤顶下部1 m深度处含水率较小，原因是此处高程较高，上游水面产生的渗流无法到达此处，加之砂性土的渗透性能较强，此处的含水率较低。

例如在实验“粗盐的提纯”中，教师首先在实验室播放相关的实验视频，要求集体学生认真观看.而后教师按照标准步骤和实验要求复原该实验过程，并详细讲述“操作不慎导致坩埚炸裂”、“酒精灯倾倒在桌面上”等问题，令学生明白化学实验的的潜在危险性，进而在脑海中树立强烈的保护自我的意识，将自身行为和思想统一到“谨言慎行”的地步，最终安全顺利的完成该实验.

  

图2 堤顶下部不同深度处温度Fig.2 Temperature of different depths below the embankment

  

图3 堤顶下部不同深度处含水率Fig.3 Water content of different depth below tbe embankment

堤顶下部2 m深度处含水率在2017年6月发生大幅度增长，来源是堤顶下部1 m深度处土体融化与迎水面冰融化产生的水分渗透。其上部土体已基本融化，下部的土体还处于冻结状态，导致在此深度下的渗透作用被减弱，水分大量汇集，含水率最大可达32%。经过一段时间的渗流作用后，水分向下、向后流失，含水率数值逐渐减小至21%。在2017年7月，可以观察到堤顶下部2 m深度处含水率的第二次突变，原因为此深度下的土体融化，含水率在突变后迅速稳定28%附近。此深度处含水率数值较其他位置大，原因为堤顶下部2 m深度处的水分补给除上层土体的向下渗透，还有迎水面向背水面的水分补给。

在上部土体冻结的条件下，堤防下部4 m深度处的原位水分很少且都流失补给其下部土体，含水率数值很小。后因上部土体融化，3 m深度处虽为冻结但有部分上部水量透过土骨架传递，2017年5月与7月出现的两次含水率突变分别由堤顶下部1 m与2 m深度处土体融化，渗透作用而造成的。两次渗透作用在短时间达到稳定，此深度处含水率稳定在25%附近。

  

图4 堤顶下部不同深度处土压力Fig.4 Soil pressure of different depth below tbe embankment

2016年12月至2017年10月4个土压力传感器数据见图4。整体分析堤顶下部1 m到4 m深度处的土压力，在2016年12月至2017年3月，各深度土压力值均处为-5～5 kPa。在此时间段，大部分土体温度处于0 ℃以下，土体全部冻结，此时测量得到的土压力全部来自于上部土体的重力。2017年7月后，堤顶下部1 m和3 m深度处的土压力数值由0降至10～15 kPa，此时土体产生拉应力，土压力值为负。堤顶下部1 m深度处土体因据堤防上边界较近，受到外界因素影响较大，之后的时段内此深度处土体始终处于拉应力。堤顶下部2 m和4 m深度处的土压力值由0升至5～10 kPa，土体受到压应力状态。从其他数据的分析结果来看，堤顶下部2 m深度处土体所受到的外界影响因素较为复杂，土体的应力状态始终在变化。但由于深度原因，此深度处的土压力数值要小于堤顶下部4 m深度处土压力值。

何泽把叼着的烟卷用嘴唇一抿，歪到嘴的左角，说，我贩卖名树苗木多年，还没遇见过这么大的金弹子树。胖子，你别抱着树摇了，公狗子赶骚似的，别把雀雀搞断了。另一个人一阵大笑，那笑声，像一堆腐朽的铜钱哗啦啦倾倒在坚硬石头上，令我一阵不爽。

2 有限元模拟分析

2.1 有限元模型的建立

根据堤防类型及荷载分布特点确定基岩模拟范围及模型整体范围。对于堤防工程可认为是无限延伸的，取模拟断面为二维问题进行建模计算。根据堤防断面图及热固耦合模拟要求，将整个模型按混凝土路面、水稳层、雷诺护垫、砂垫层、格宾固脚、堤防填土(级配良好细砂)、堤防基础(粉土质细砂与级配不良中砾)等部分进行建模并设定各材料模拟分析参数[5-6]。模拟材料参数见表1。

 

表1 模拟材料参数Table 1 Material parameters of simulation

  

材料种类密度/(kg·m-3)弹性模量/Pa泊松比导热系数/[W(m·K)-1]比热/[J(kg·K)-1]路面混凝土普通混凝土2742320E+100167151880水泥稳定层水泥稳定碎石2650820E+07026151880雷诺护垫花岗岩2730600E+05025394880砂垫层(砂)级配良好细砾1870500E+06023261/191710/790格宾固脚花岗岩2730600E+05025394880级配良好细砾级配良好细砾1870500E+06023261/191710/790粉土质细砂粉土质细砂1950360E+05025261/191760/840级配不良中砾级配不良中砾2700400E+06017261/191710/790

2016年12月至2017年10月4个温度传感器数据见图2，分别代表堤顶下部1～4 m处的实时温度值。从空间上看，堤顶下部1 m处温度变化幅度最大，最低达到-12 ℃，最高达到18 ℃；堤顶下部2 m和3 m处温度变化较大，变化趋势与范围基本相同，为-5～12 ℃；堤顶下部4 m处温度变化较小，为0～8 ℃。在此冻融循环内，堤防下部3 m左右的温度都达到了负温，也就是冻土层最深可达堤顶下部3 m。从时间上看，不同位置处堤防土体的温度达到最低值的时间不同，表现为延迟降温，深度越深的土体达到最低温度的时间相对越慢。相对于外界温度来说，堤顶下部1 m处温度变化较为迅速，堤顶下部2 m及3 m处温度变化较外界温度变化有3～5个月的延迟。

图1为文献[11]采用的实验模型, 是由680 mm×380 mm的基础大平板和可改变角度的三角楔体两部分组成. 在表面沿纵向布有3条测量线, 分别是I线: 沿模型的对称线布置; II线: 距模型对称线58 mm; III线: 距离模型对称线80 mm, 由于三维楔体的横向总宽度为140 mm, 所以III线实际上位于楔体侧面平板上, 距离楔体侧面10 mm.

2.2 堤防土体温度分布及位移

正是在黄国平的引领下，苏印总厂坚持“以诚经营 创新务实”的理念，践行着关乎印刷的传承工作。会议室中陈列的企业近年来收获的诸多成绩，从专利申请证书，国际级、国家级和省级授予奖项，到客户颁发的勋章，体现的恰是以印刷为主题的不断提升。

  

图5 2017年3月堤身部分温度分布Fig.5 Temperature distribution of embankment in March 2017

由图5可见，堤顶下部2、3 m线附近的温度分布较为特殊，2 m线附近土体温度略大于3 m线附近的土体温度，在2 m线附近出现了较为异常的温度升高。这种相对的温度较高区域全部位于新建堤防主体部分，表现出了不稳定季节冻土的特征。其原因：①前节分析得出的堤防内部的土体温度较外界空气温度具有3～5个月的延迟变化;②新建堤防土体的初始温度场还未彻底消散完全。此段新建堤防所需土料数量较多，经过大量取料后，其土料挖取深度已经超过4 m。土料处于料场原位置时经过多年稳定储存了较多热量，原深度温度普遍高于浅土层温度。此处堤防工程主体填筑部分于8月完工，堤防表面土体温度处于由峰值逐渐下降的过程，12月达到最低，经过3～5个月的延迟后于3月到达3 m线处附近。但由于新建堤防所填筑的土料本身储存热量还未全部释放，这部分热量将上部传来的较低温度中和抵消，表现出堤身内部出现部分区域高于其附近土体温度的现象。根据前人的研究资料，修建于青藏高原等位于多年冻土区的新建路基，在施工多年后整体基础的温度场仍处于逐渐变化的状态[9]。

在进行堤身的整体位移计算时，考虑到堤防下部基础已经经过多年沉降，在计算的8个月周期内，其沉降量很小进而忽略不计。提取有限元计算模拟结果，2017年3月和7月的堤身整体位移变化见图6。

扩展性腹部创伤超声重点评估（eFAST）指的是临床医师对创伤患者实施床旁超声评估，判断受损情况的方式，这项技术是基于FAST方案改进的一项新型方法，由于效果明显，受到了很多患者和医疗工作者的认可，在全世界范围内广泛应用[1]。我院为了对其实际效果进行深入探究分析，选取了部分患者作为观察对象进行研究，现将报道整理如下。

  

图6 2017年3月和7月堤防整体位移Fig.6 Displacement of embankment in March and July of 2017

由图6可见，堤身在建设完成后即发生沉降，在重力和温度荷载的共同作用下，堤防整体至2017年3月总沉降量约为1.5 cm，至2017年7月总沉降量约为2.5 cm。可见在这一时段内温度变化对堤身整体的沉降位移产生有一定影响。上游迎水坡上覆有花岗岩材质雷诺护垫，堤顶表面覆有混凝土路面，此二者因具有较大的密度导致堤防整体具有逆时针倾倒的趋势，但与堤防土体重力作用导致的沉降相比，这种倾倒趋势很小并且随时间趋于平缓。

2.3 堤顶公路的相对位移变化

为研究堤顶公路及其附近土体的沉降情况与规律，提取应力与温度荷载耦合作用下的2016年12月、2017年2、5、7月堤顶附近土体的位移模拟结果，见图7。

 

  

图7 各月堤顶公路部分位移Fig.7 Displacement of embankment’s road in several month

由图7可见，堤顶部分的沉降位移随时间而逐渐增加的趋势，但相同位置沉降趋势相同，沉降过程较稳定。分别比较2016年12月、2017年2、5、7月堤顶公路位置处的沉降量与堤顶下部1～2 m线附近土体的沉降量，通过计算可以得到这两部分的相对沉降量。以堤顶下部1～2 m线附近土体为参照，堤顶公路位置在2016年12月、2017年2、5、7月的相对沉降位移分别为0.692 cm，0.691 cm，0.695 cm，0.698 cm。2016年12月至2017年2月外界温度逐渐降至最低，2017年2—7月外界温度逐渐升至最高，相对沉降位移的数值符合同样的由高到低，再由低到高的规律。其原因：①堤顶公路部分处于上部，受到外界温度变化的影响很大，温度反应迅速，不存在堤身下部的温度反应延迟情况；②砂性土体与混凝土在一定含水率下具有冻胀融沉的特性。2016年12月至2017年2月外界温度逐渐降至最低，砂性土体与混凝土处于冻胀的状态，产生向上的位移量，冻胀产生的向上位移与土体沉降产生的向下位移叠加后，对总体的沉降位移量产生减小的趋势。2017年2—7月外界温度逐渐升至最高，砂性土体与混凝土处于融沉的状态，产生向下的位移量，融沉产生的向下位移与土体沉降产生的向下位移叠加后，会对总体的沉降位移量产生增加的趋势。但深度下土体含水率较低，产生的冻融破坏程度小。

3 结 论

参考文献：

2)堤防建成后的一个冻融循环内堤防土体内部温度场分布未达到完全稳定，原因是堤防土体内部温度具有延迟变化特点，同时新建堤防土体的初始温度场还未彻底消散完全，表现出堤身内部出现部分区域高于其附近土体温度的现象。

由于初始温度场未知，要根据初始温度状态进行初始温度场的求解。首先进行稳态热分析，确定初始条件。之后删除初始温度荷载，施加上节的各位置处温度值进行瞬态热分析，然后将瞬态热分析的计算结果导出，以热荷载的形式加入到平面线形分析中，施加各类约束与重力，得到不同月份不同温度场下的有限元温度与应力耦合模拟结果。本文选择温度分布情况较为特殊的2017年3月堤身部分温度分布进行分析，见图5。

[2] 吴礼舟, 许强, 黄润秋. 非饱和黏土的冻胀融沉过程分析[J]. 岩土力学, 2011, 32(4):1025-1028.

1)黑龙江干流堤防黑河段处于季节冻土区，在监测的一个冻融循环内，堤顶下部3 m深度处最低温度为0 ℃，此区域的冻土深度为3 m；不同深度处的温度变化有延迟现象，一般较外界温度变化延迟3～5个月；堤防土体含水率随时间以突变形式变化，堤防下部2 m深度处含水率最大，1 m深度处含水率最小。

[1] 马巍, 王大雁. 冻土力学[M]. 北京：科学出版社, 2014.

经CA-074预处理后再加LPS刺激，相比于单纯使用LPS刺激，CA-074+LPS组小鼠的肝组织变性坏死显著减轻，肝组织膨胀明显缓解，仅有少量空泡存在。

3)模拟所用材料本构关系、热分析参数较准确，反映出了实际工程温度分布情况，堤防整体位移沉降均匀，并逐渐趋于稳定，温度变化对于堤防位移有一定影响；堤顶公路部分的相对沉降位移能够准确反映出冻胀融沉现象，但堤顶公路总体的沉降位移变化幅度较小，堤防土体的结构变化对其产生的冻融破坏程度小。

[3] Li S, Lai Y, Pei W, et al. Moisture-temperature changes and freeze-thaw hazards on a canal in seasonally frozen regions[J]. Natural Hazards, 2014, 72(2):287-308.

[4] 王天亮, 卜建清, 王扬,等. 多次冻融条件下土体的融沉性质研究[J]. 岩土工程学报, 2014, 36(4):625-632.

[5] 龚成勇, 李琪飞. ANSYS Products有限元软件及其在水利水电工程中仿真应用[M]. 北京：中国水利水电出版社, 2014.

[6] 阚前华, 张娟, 谭长建. ANSYS 高级工程应用实例分析与二次开发[M]. 北京：电子工业出版社, 2006.

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