主要从事冻土及寒区道路路基工程和多年冻土退化方面的研究工作。在有关多年冻土退化、冻土工程模型试验与冻土冻融过程数值仿真、冻土路基工程稳定性与应用技术等方面的研究工作中取得了创新性的成果。
首先用动态模拟计算分析方法,研究了在气候变暖条件下和人为因素共同作用下多年冻土的退化情况,为进一步从纵向和垂向上定量分析多年冻土及其各类型冻土岛的退化机理奠定了一定的基础。其次,通过室内试验和计算机仿真分析得到了规则大孔隙堆石层内压力梯度与内部空气流速之间的非线性渗透规律和修正的阻力系数,进一步证明了规则堆石层的通风能力随着粒径的增大,效果越好;空气在堆石体中的流动符合Forchheimer非线性达西扩展定律,流体处在混合流的范围,惯性阻力项不可忽视,结合经验系数提出了不同粒径新的计算修正参数,结果已应用于具有块碎石的复合高等级路基结构调控温度的机制分析中。
近期针对变饱和多孔介质中流体流动的Richards’ Equation模式进行改进,使其适合于冻融土的特性,即冻融土的水力参数θ, Se, C, 和kr 是随不饱和状态变化的(比如负孔隙水压力),在材料完全饱和时它们达到一个恒定值,也就是土体中体积含水量θ在残余体积含水量θr (未冻水体积含量)和总的孔隙体积θs之间的变化影响冻融土的水热力参数,以此为基础进行冻融变形计算。
同时在分析已有饱和正冻土水-热-力耦合计算数学模型的基础上,通过引入Clapeyron方程以描述梯度对于孔隙水分迁移的驱动作用,提出了分离孔隙比作为冰透镜体形成的判断准则,进一步通过调节渗透系数来模拟描述水分聚集及冰透镜体的生长过程,并采用COMSOL Multiphysics多物理场有限元法分析软件对水-热-力耦合问题进行了一维数值模拟,验证了模型的准确性。
工作经历
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牛津大学
工程科学系土木工程研究组, 博士后研究助理, 2002-06至2004-09
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中国科学院兰州冰川冻土研究所
工程冻土研究室, 研究实习员、助理研究员、副研究员, 1986-08至1999-12
教育经历
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中国科学院兰州冰川冻土研究所
工程冻土与模型试验, Master, 1990-09至1992-12
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兰州大学
固体力学, Bachelor, 1982-08至1986-07