储能技术是未来能源领域可持续发展的重要组成和发展战略，是实现能源可再生化和高效利用的一种有效途径。能量通过短期或长期蓄存，提高其综合利用率并实现能源的实时补充。地下蓄能是一个复杂多变的过程，包括能量蓄入、积累、存储和释放提取多阶段时变过程，研究主要涉及各种岩土构造下含湿非饱和、饱和、过饱和及含水层等多层各向异性的热过程机理及各阶段的时变特征和规律。研究热湿运动中的热扩散率、能量恢复率，瞬态焓分布、能量密度、能流强度；探索高、低温蓄能中温度梯度畸变、湿分布和热容能力变异、传热迟滞现象，以及冰晶形成、湿运动抑制等现象规律；研究蓄能周期和实效性，以及冷、热蓄能交替过程的热特性；研究扩散控制及策略，实施蓄能系统的最佳化。该研究拟利用模型分析，结合实验研究，通过对地下复杂蓄能传热机理、特性和规律的研究，以及控制策略研究，完善地下蓄能理论，推动我国地下蓄能技术及土壤源热泵的发展。 2100433B

“岩土体热力特性与工程效应系列专著”序

前言

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 地下工程环境问题研究概况 2

1.2.1 孔隙介质传热机理 2

1.2.2 地下巷道围岩传热规律分析 4

1.2.3 地下巷道风流对流传热分析 4

1.2.4 地下隔热材料物理力学特性 6

第2章 孔隙岩体导热机理分形研究 8

2.1 概述 8

2.2 分形理论与维数 9

2.2.1 分形维数定义 9

2.2.2 分形维数计算方法 9

2.2.3 经典结构维数 11

2.3 破碎煤岩体导热研究 12

2.3.1 微观结构分析 12

2.3.2 分形维数计算 13

2.3.3 有效导热系数 14

2.4 孔隙岩体导热模拟 16

2.4.1 等效导热系数计算 16

2.4.2 导热系数分析 19

第3章 地下巷道围岩传热试验 20

3.1 概述 20

3.2 相似准则 20

3.2.1 风流流动准则 20

3.2.2 围岩导热准则 20

3.2.3 巷道与风流对流换热准则 21

3.3 模拟试验 22

3.3.1 试验模化设计 22

3.3.2 试验系统与方案 22

3.4 干燥围岩瞬态传热 24

3.4.1 围岩无量纲温度 24

3.4.2 风流焓值 27

3.4.3 对流换热准则式 29

3.5 含湿围岩热湿传递 30

3.5.1 瞬态围岩温度及风流焓值 30

3.5.2 周期性围岩温度及风流参数 35

第4章 地下巷道围岩及风流传热理论分析 38

4.1 概述 38

4.2 巷道围岩非稳态传热 38

4.2.1 控制方程 38

4.2.2 方程求解 39

4.3 非稳态传热规律 41

4.3.1 无量纲壁面温度 41

4.3.2 无量纲换热系数 43

4.3.3 正规状况阶段 44

4.4 巷道风流流动特性 47

4.4.1 流动状态 47

4.4.2 静压力及切应力 48

4.4.3 紊流沿程阻力 49

4.4.4 截面速度分布 50

4.5 巷道风流对流换热分析 52

4.5.1 能量方程 52

4.5.2 温度分布 53

4.5.3 准则方程 57

第5章 地下巷道壁面隔热分析 59

5.1 概述 59

5.2 稳态热阻及热流密度 60

5.2.1 单隔热层 60

5.2.2 双隔热层 62

5.3 非稳态全断面隔热分析 65

5.3.1 控制方程 65

5.3.2 方程求解 66

5.3.3 待定系数 68

5.4 巷道全断面隔热效果分析 72

5.4.1 结果验证 72

5.4.2 热扰动层厚度 73

5.4.3 围岩温度演变 75

5.4.4 隔热层对隔热效果的影响 77

5.4.5 围岩参数对隔热效果的影响 80

5.5 巷道非断面隔热效果分析 84

5.5.1 围岩温度变化 84

5.5.2 等值线图 85

5.5.3 隔热层参数影响 89

5.5.4 围岩参数影响 92

5.6 巷道隔热风流温度场演变规律 95

5.6.1 模型建立 95

5.6.2 径向及轴向风流温度分布 96

5.6.3 隔热前、后风流温度变化 98

第6章 地下巷道隔热材料物理力学性质 102

6.1 概述 102

6.2 试验材料及方案 103

6.2.1 试验材料 103

6.2.2 试验方案 104

6.3 抗压强度变化规律 105

6.3.1 NaOH添加量 105

6.3.2 干密度 107

6.3.3 骨料 109

6.3.4 纤维 110

6.4 导热性能变化规律 112

6.4.1 NaOH添加量 112

6.4.2 干密度 113

6.4.3 骨料 113

6.4.4 纤维 115

6.5 吸水性能变化规律 116

6.5.1 骨料 116

6.5.2 纤维 117

6.5.3 憎水剂 118

参考文献 120 2100433B

选择具有完整变形破坏资料的抗滑桩土坡作为重点研究对象，通过现场地质调查、测试与监测和物理模型试验，对抗滑桩土坡的地下水补径排规律、地下水和土体流变特性在边坡变形破坏过程中的作用方式及变化规律，开展系统深入的研究工作，揭示抗滑桩土坡变形破坏过程中土体流变和地下水渗流的作用方式与变化特征、桩土的相互作用方式及变化规律，阐明抗滑桩土坡失稳破坏的内在机理，提出考虑土体流变、地下水和桩土相互作用下抗滑桩土坡稳定性的评价方法。研究成果将为把握抗滑桩土坡变形破坏过程、合理评价边坡稳定性、正确判断其成灾可能性奠定理论基础。随着复杂地质山岭地区工程建设规模的不断增大，特别是高等级公路、铁路建设速度的加快，此类型滑坡灾害问题的严重性也在增大。开展抗滑桩土坡的流变渗流特性及破坏机理研究，对合理制定抗滑桩土坡失稳破坏的防治方法体系，有着重要的现实意义。 2100433B

本书是作者基于多年研究积累和成果撰写而成。全书共分6章：第1章介绍深部矿山围岩传热及降温技术的研究现状；第2章介绍采用分形方法研究孔隙岩体传热过程和规律；第3章介绍地下干燥和含湿巷道围岩热湿传递规律；第4章介绍巷道内风流流动和对流换热规律；第5章介绍巷道壁面全断面和非全断面隔热后的传热规律；第6章介绍地下巷道壁面隔热用轻质地聚合物混凝土的物理力学性质。