吹填土電沖擊特性試驗及數(shù)值模擬研究.pdf

1、雷擊常發(fā)生在地面土體電阻率較低或分布不均勻的地區(qū),廣西地處雷暴活躍地帶,近年利用吹填方法形成大量的人造陸域,其地基土往往具有高含水量、高黏粒含量、高孔隙比、低電阻率且分布不均等特點,這為該地區(qū)的防雷安全埋下隱患。目前,關于電場與土體相互作用的研究工作主要為土體的基本電性理論及應用,以及土壤在電氣工程領域的影響研究。因此,開展吹填土在雷擊電場作用下的電性響應規(guī)律及沖擊特性試驗研究,具有重要的理論和工程意義。
　　本文以廣西北部灣吹填

2、土為研究對象,結合理論分析研究,開展不同物理性質條件下吹填土的電沖擊特性試驗,采用數(shù)值模擬的方法對土體在沖擊電場作用下的電性變化規(guī)律進行研究,主要研究成果和結論如下:(1)根據(jù)土體電導理論和電擊穿理論,吹填土中孔隙水及內部結構特征是影響其電性和擊穿特性的主要因素,依此建立適用于吹填土的電沖擊模型;(2)利用沖擊電壓發(fā)生器,開展不同含水量、干密度和含鹽量下吹填土的電沖擊特性試驗。試驗結果表明,吹填土擊穿場強隨含水量和干密度呈對數(shù)關系降低,

3、隨含鹽量呈指數(shù)關系降低。當含水量由15％增至27%,擊穿場強由8.23kV/cm降至6.57kV/cm,減幅為20.2%;當干密度由1.4g/cm3增至1.7g/cm3,擊穿場強由8.03kV/cm降至7.10kV/cm,減幅為11.2%;當NaCl含量由0%增至2.0%,擊穿場強由8.11kV/cm降至6.86kV/cm,減幅為15.4%。(3)根據(jù)吹填土電沖擊模型,采用COMSOL Multiphysics大型數(shù)值仿真軟件,對沖擊電