以一個課題為例,研究方程的解法例如我曾經看到一個題目,要求做一個物件從一百米高處用飛機投入海中,問這個物體的運動方式要求物件最後靜止的位置有一些重力體積,水中的阻力啊,最大可承受深度等等最後得到微分方程,利用matlab求解。這是上次我幫同學做的一個題目希望給你一點提示
㈡ 以數值計算方法在新能源開發與利用技術中的應用為主 旨，自行擬定題目撰寫一篇綜述性論文。這該怎麼寫
易數值計算方法的話，應該是可以開發出來的。
㈢ 計算機導論論文
大學計算機科學導論論文
計算機科學與技術這一門科學深深的吸引著我們這些同學們，原先不管是國內還是國外都喜歡把這個系分為計算機軟體理論、計算機系統、計算機技術與應用。後來又合到一起，變成了現在的計算機科學與技術。我一直認為計算機科學與技術這門專業，在本科階段是不可能切分成計算機科學和計算機技術的，因為計算機科學需要相當多的實踐，而實踐需要技術；每一個人(包括非計算機專業)，掌握簡單的計算機技術都很容易（包括原先Major們自以為得意的程序設計），但計算機專業的優勢是：我們掌握許多其他專業並不"深究"的東西，例如，演算法，體系結構，等等。非計算機專業的人可以很容易地做一個晶元，寫一段程序，但他們做不出計算機專業能夠做出來的大型系統。今天我想專門談一談計算機科學，並將重點放在計算理論上。
1)計算機語言
隨著20世紀40年代第一台存儲程序式通用電子計算機的研製成功，進入20世紀50年代後，計算機的發展步入了實用化的階段。然而，在最初的應用中，人們普遍感到使用機器指令編製程序不僅效率低下，而且十分別扭，也不利於交流和軟體維護，復雜程序查找錯誤尤其困難，因此，軟體開發急需一種高級的類似於自然語言那樣的程序設計語言。1952年，第一個程序設計語言Short Code出現。兩年後，Fortran問世。作為一種面向科學計算的高級程序設計語言，Fortran的最大功績在於牢固地樹立了高級語言的地位，並使之成為世界通用的程序設計語言。Algol60的誕生是計算機語言的研究成為一門科學的標志。該語言的文本中提出了一整套的新概念，如變數的類型說明和作用域規則、過程的遞歸性及參數傳遞機制等。而且，它是第一個用嚴格的語法規則——巴科斯範式（BNF）定義語言文法的高級語言。程序設計語言的研究與發展在產生了一批成功的高級語言之後，其進一步的發展開始受到程序設計思想、方法和技術的影響，也開始受到程序理論、軟體工程、人工智慧等許多方面特別是實用化方面的影響。在「軟體危機」的爭論日漸平息的同時，一些設計准則開始為大多數人所接受，並在後續出現的各種高級語言中得到體現。例如，用於支持結構化程序設計的PASCAL語言，適合於軍隊各方面應用的大型通用程序設計語言ADA，支持並發程序設計的MODULA-2，支持邏輯程序設計的PROLOG語言，支持人工智慧程序設計的LISP語言，支持面積對象程序變換的SMALLTALK、C等。而且，伴隨著這些語言的出現和發展，產生了一大批為解決語言的編譯和應用中所出現的問題而發展的理論、方法和技術。有大量的學術論文可以證明，由高級語言的發展派生的各種思想、方法、理論和技術觸及到了計算機科學的大多數學科方向，但內容上仍相對集中在語言、計算模型和軟體開發方法學方面。
(2)計算機模型與軟體開發方法
20世紀80年代是計算機網路、分布式處理和多媒體大發展的時期。在各種高級程序設計語言中增加並發機構以支持分布式程序設計，在語言中通過擴展繪圖子程序以支持計算機圖形學程序設計成為當時程序設計語言的一種時尚。之後，在模數/數模轉換等介面技術和資料庫技術的支持下，通過擴展高級語言的程序庫又實現了多媒體程序設計的構想。進入20世紀90年代之後，並行計算機和分布式大規模異質計算機網路的發展又將並行程序設計語言、並行編譯程序、並行操作系統、並行與分布式資料庫系統等試行軟體的開發的關鍵技術依然與高級語言和計算模型密切相關，如各種並行、並發程序設計語言，進程代數，PETRI網等，它們正是軟體開發方法和技術的研究中支持不同階段軟體開發的程序設計語言和支持這些軟體開發方法和技術的理論基礎——計算模型。
(3)計算機應用
用計算機來代替人進行計算，就得首先研究計算方法和相應的計算機演算法，進而編制計算機程序。由於早期計算機的應用主要集中在科學計算領域，因此，數值計算方法就成為最早的應用數學分支與計算機應用建立了聯系。最初的時候，由於計算機的存儲器容量很小，速度也不快，為了計算一些稍稍大一點的題目，人們常常要挖空心思研究怎樣節省存儲單元，怎樣減少不需要的操作。為此，發展了像稀疏矩陣計算理論來進行方程組的求解；發展了雜湊函數來動態地存儲、訪問數據；發展了虛擬程序設計思想和程序覆蓋技術在內存較小的計算機上運行較大的程序；在子程序和程序包的概念提出之後，許多人開始將數學中的一些通用計算公式和計算方法寫成子程序，並進一步開發成程序包，通過簡潔的調用命令向用戶開放。子程序的提出是今日軟體重用思想的開端。
在計算機應用領域，科學計算是一個長久不衰的方向。該方向主要依賴於應用數學中的數值計算的發展，而數值計算的發展也受到來自計算機系統結構的影響。早期，科學計算主要在單機上進行，經歷了從小規模數值分析到中大規模數值分析的階段。隨著並行計算機和分布式並行計算機的出現，並行數值計算開始成為科學計算的熱點，處理的問題也從中大規模數值分析進入到中大規模復雜問題的計算。所謂中大規模復雜問題並不是由於數據的增大而使計算變得困難，使問題變得復雜，而主要是由於計算中考慮的因素太多，特別是一些因素具有不確定性而使計算變得困難，使問題變得復雜，其結果往往是在演算法的研究中精度與復雜性的矛盾難於克服。
幾何是數學的一個分支，它實現了人類思維方式中的數形結合。在計算機發明之後，人們自然很容易聯想到了用計算機來處理圖形的問題，由此產生了計算機圖形學。計算機圖形學是使用計算機輔助產生圖形並對圖形進行處理的科學。並由此推動了計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助教學（CAI）、計算機輔助信息處理、計算機輔助測試（CAT）等方向的發展。
在各種實際應用系統的開發中，有一個重要的方向值得注意，即實時系統的開發。
利用計算機證明數學定理被認為是人工智慧的一個方向。人工智慧的另一個方向是研究一種不依賴於任何領域的通用解題程序或通用解題系統，稱為GPS。特別值得一提的是在專家系統的開發中發展了一批新的技術，如知識表示方法、不精確性推理技術等，積累了經驗，加深了對人工智慧的認識。20世紀70年代末期，一部分學者認識到了人工智慧過去研究工作基礎的薄弱，開始轉而重視人工智慧的邏輯基礎研究，試圖從總結和研究人類推理思維的一般規律出發去研究機器思維，並於1980年在《Artificial Intelligence》發表了一組非單調邏輯的研究論文。他們的工作立即得到一大批計算機科學家的響應，非單調邏輯的研究很快熱火朝天地開展起來，人工智慧的邏輯基礎成為人工智慧方向發展的主流。
資料庫技術、多媒體技術、圖形學技術等的發展產生了兩個新方向，即計算可視化技術與虛擬現實技術。
隨著計算機網路的發展，分布在全世界的各種計算機正在以驚人的速度相互連接起來。網路上每天都在進行著大量政治、經濟、軍事、外交、商貿、科學研究與藝術信息的交換與交流。網路上大量信息的頻繁交換，雖然縮短了地域之間的距離，然而同時也使各種上網的信息資源處在一種很難設防的狀態之中。於是，計算機信息安全受到各國政府的高度重視。除了下大力氣研究對付計算機病毒的軟硬體技術外，由於各種工作中保密的需要，計算機密碼學的研究更多地受到各國政府的重視。
實際上，在計算機科學中計算機模型和計算機理論與實現技術同樣重要。但現在許多學生往往只注重某些計算機操作技術，而忽略了基礎理論的學習，並因為自己是「操作高手」而沾沾自喜，這不僅限制了自己將研究工作不斷推向深入，而且有可能使自己在學科發展中處於被動地位。例如，在20世紀50年代和20世紀60年代，我國隨著計算機研製工作和軟體開發工作的發展，陸續培養了在計算機製造和維護中對計算機某一方面設備十分精通的專家，他們能准確地弄清楚磁芯存儲器、磁鼓、運算器、控制器，以及整機線路中哪一部分有問題並進行修理和故障排除，能夠編制出使用最少存儲單元而運算速度很快的程序，對機器代碼相當熟悉。但是，當容量小的磁芯存儲器、磁鼓、速度慢的運算器械、控制器很快被集成電路替代時，當程序設計和軟體開發廣泛使用高級語言、軟體開發工具和新型軟體開發方法後，這批技術精湛的專家，除少量具有堅實的數學基礎、在工作中已有針對性地將研究工作轉向其他方向的人之外，相當一部分專家伴隨著新技術的出現，在替代原有技術的發展過程中而被淘汰。因此，在計算機科學中，計算比實現計算的技術更重要。只有打下堅實的理論基礎，特別是數學基礎，學習計算機科學技術才能事半功倍，只有建立在高起點理論基礎之上的計算機科學技術，才有巨大的潛力和發展前景。
計算機理論的一個核心問題
我國計算機科學系裡的傳統是培養做學術研究，尤其是理論研究的人（方向不見得有多大的問題，但是做得不是那麼盡如人意）。而計算機的理論研究，說到底了，如網路安全學，圖形圖像學，視頻音頻處理，哪個方向都與數學有著很大的關系，雖然也許是正統數學家眼裡非主流的數學。這里我還想闡明我的一個觀點：我們都知道，數學是從實際生活當中抽象出來的理論，人們之所以要將實際抽象成理論，目的就在於想用抽象出來的理論去更好的指導實踐，有些數學研究工作者喜歡用一些現存的理論知識去推導若干條推論，殊不知其一：問題考慮不全很可能是個錯誤的推論，其二：他的推論在現實生活中找不到原型，不能指導實踐。嚴格的說，我並不是一個理想主義者，政治課上學的理論聯系實際一直是指導我學習科學文化知識的航標（至少我認為搞計算機科學與技術的應當本著這個方向）。
我個人的淺見是：計算機系的學生，對數學的要求固然跟數學系不同，跟物理類差別則更大。通常非數學專業的所?高等數學"，無非是把數學分析中較困難的理論部分刪去，強調套用公式計算而已。而對計算機系來說，數學分析里用處最大的恰恰是被刪去的理論部分。記上一堆曲面積分的公式，難道就能算懂了數學？那倒不如現用現查，何必費事記呢？再不然直接用Mathematica或是Matlab好了。退一萬步。華羅庚在數學上的造詣不用我去多說，但是他這光輝的一生做得我認為對我們來說，最重要的幾件事情：首先是它籌建了中國科學院計算技術研究所，這是我們國家計算機科學的搖籃。在有就是他把很多的高等數學理論都交給了做工業生產的技術人員，推動了中國工業的進步。第三件就是他一生寫過很多書，但是對高校師生價值更大的就是他在病期間在病床上和他的愛徒王元寫了《高等數學引論》（王元與其說是他的愛徒不如說是他的同事，是中科院數學所的老一輩研究員，對歌德巴赫猜想的貢獻全世界僅次於陳景潤）這書在我們的圖書館里居然找得到，說實話，當時那個書上已經長了蟲子，別人走到那裡都會閃開，但我卻格外感興趣，上下兩冊看了個遍，我的最大收獲並不在於理論的闡述，而是在於他的理論完全的實例化，在生活中去找模型。這也是我為什麼比較喜歡具體數學的原因，正如我在上文中提到的，理論脫離了實踐就失去了它存在的意義。正因為理論是從實踐當中抽象出來的，所以理論的研究才能夠更好的指導實踐，不用於指導實踐的理論可以說是毫無價值的。
正如上面所論述的，計算機系的學生學習高等數學：知其然更要知其所以然。你學習的目的應該是：將抽象的理論再應用於實踐，不但要掌握題目的解題方法，更要掌握解題思想，對於定理的學習：不是簡單的應用，而是掌握證明過程即掌握定理的由來，訓練自己的推理能力。只有這樣才達到了學習這門科學的目的，同時也縮小了我們與數學系的同學之間思維上的差距。
關於計算機技術的學習我想是這樣的：學校開設的任何一門科學都有其滯後性，不要總認為自己掌握的某門技術就已經是天下無敵手了，雖然現在Java,VB,C,C++用的都很多，怎能保證沒有被淘汰的一天，我想.NET平台的誕生和X#語言的初見端倪完全可以說明問題。換言之，在我們掌握一門新技術的同時就又有更新的技術產生，身為當代的大學生應當有緊跟科學發展的素質。舉個例子，就像有些同學總說，我做網頁設計就喜歡直接寫html，不願意用什麼Frontpage,Dreamweaver。能用語言寫網頁固然很好，但有高效的手段你為什麼不使呢？僅僅是為了顯示自己的水平高，unique? 我看真正水平高的是能夠以最快的速度接受新事物的人。高級程序設計語言的發展日新月異，今後的程序設計就像人們在說話一樣，我想大家從xml中應是有所體會了。難道我們真就寫個什麼都要用匯編，以顯示自己的水平高，真是這樣倒不如直接用機器語言寫算了。反過來說，想要以最快的速度接受並利用新技術關鍵還是在於你對計算機科學地把握程度。
㈣ 文獻下載：海洋機器人水動力數值計算方法及其應用研究，學位論文，作者：胡志強
· 題名(Title,Topic)
題名又稱題目或標題。題名是以最恰當、最簡明的詞語反映論文中最重要的特定內容的邏輯組合。 論文題目是一篇論文給出的涉及論文范圍與水平的第一個重要信息，也是必須考慮到有助於選定關鍵詞不達意和編制題錄、索引等二次文獻可以提供檢索的特定實用信息。論文題目十分重要，必須用心斟酌選定。有人描述其重要性，用了下面的一句話：「論文題目是文章的一半」。 對論文題目的要求是：准確得體：簡短精煉：外延和內涵恰如其分：醒目。
· 作者姓名和單位(Author and department)
這一項屬於論文署名問題。署名一是為了表明文責自負，二是記錄作用的勞動成果，三是便於讀者與作者的聯系及文獻檢索(作者索引)。大致分為二種情形，即：單個作者論文和多作者論文。後者按署名順序列為第一作者、第二作者……。重要的是堅持實事求是的態度，對研究工作與論文撰寫實際貢獻最大的列為第一作者，貢獻次之的，列為第二作者，余類推。註明作者所在單位同樣是為了便於讀者與作者的聯系。(三)摘要(Abstract)論文一般應有摘要，有些為了國際交流，還有外文(多用英文)摘要。它是論文內容不加註釋和評論的簡短陳述。其他用是不閱讀論文全文即能獲得必要的信息。摘要應包含以下內容： ①從事這一研究的目的和重要性; ②研究的主要內容，指明完成了哪些工作; ③獲得的基本結論和研究成果，突出論文的新見解; ④結論或結果的意義。
· 關鍵詞(Key words)
關鍵詞屬於主題詞中的一類。主題詞除關鍵詞外，還包含有單元詞、標題詞的敘詞。主題詞是用來描述文獻資料主題和給出檢索文獻資料的一種新型的情報檢索語言詞彙，正是由於它的出現和發展，才使得情報檢索計算機化(計算機檢索)成為可能。 主題詞是指以概念的特性關系來區分事物，用自然語言來表達，並且具有組配功能，用以准確顯示詞與詞之間的語義概念關系的動態性的詞或片語。關鍵詞是標示文獻關建主題內容，但未經規范處理的主題詞。關鍵詞是為了文獻標引工作，從論文中選取出來，用以表示全文主要內容信息款目的單詞或術語。一篇論文可選取3~8個詞作為關鍵詞。
關鍵詞或主題詞的一般選擇方法是由作者在完成論文寫作後，縱觀全文，先出能表示論文主要內容的信息或詞彙，這些住處或詞江，可以從論文標題中去找和選，也可以從論文內容中去找和選。例如上例，關鍵詞選用了6個，其中前三個就是從論文標題中選出的，而後三個卻是從論文內容中選取出來的。後三個關鍵詞的選取，補充了論文標題所未能表示出的主要內容信息，也提高了所涉及的概念深度。需要選出，與從標題中選出的關鍵詞一道，組成該論文的關鍵片語。
關鍵詞與主題詞的運用，主要是為了適應計算機檢索的需要，以及適應國際計算機聯機檢索的需要。一個刊物增加「關鍵詞」這一項，就為該刊物提高「引用率」、增加「知名度」開辟了一個新的途徑。
(五)引言(Introction)
引言又稱前言，屬於整篇論文的引論部分。其寫作內容包括：研究的理由、目的、背景、前人的工作和知識空白，理論依據和實驗基礎，預期的結果及其在相關領域里的地位、作用和意義。
引言的文字不可冗長，內容選擇不必過於分散、瑣碎，措詞要精煉，要吸引讀者讀下去。引言的篇幅大小，並無硬性的統一規定，需視整篇論文篇幅的大小及論文內容的需要來確定，長的可達700~800字或1000字左右，短的可不到100字。
㈤ 數值計算 matlab 論文前言怎麼寫
引言由於計算機的迅速發展,數值計算方法的應用已經普遍深入到各個科學領域,並已成為各門自然科學和工程技術領域的一種重要手段,成為與實驗和理論並列的一個不可缺少的環節。目前流行用BASIC、FORTRAN和C語言編制計算程序,即需要對有關演算法有深刻的了解,又需熟練掌握所用語
㈥ 數值計算方法概述
在采礦工程中，數值模擬方法不僅能模擬岩體復雜的力學和結構特徵，還能很方便地解決現場監測過程中需要大量人力、物力而無法完成的、現有力學理論不能求解的復雜形體問題，並對礦山岩體穩定性進行預測與預報。
關於岩土工程的數值分析方法，很多學者都作過系統綜述[53，68，72]，筆者只擬簡單介紹。岩土工程數值分析方法，主要分為三大類，如圖7-1所示。
圖7-1 邊坡工程數值分析方法
(1)連續介質數值分析方法
連續介質數值分析方法的理論基礎是彈(塑)性力學。因此，在該類數值分析方法公式的推導過程中，需要滿足基本方程和邊界條件。只是在求解手段上，採用了不同於彈性力學的各種近似解法。這類數值分析方法包括有限差分法、有限單元法和邊界單元法等，它適用於連續介質體的地下工程圍岩與結構的應力分析和位移求解。
(2)非連續介質數值分析方法
非連續介質數值分析方法的理論基礎是牛頓運動定律，它並不滿足結構的位移連續條件，但是可以求出結構在平衡狀態下的位移或者在不可能處於平衡狀態時的破壞模式。此外，盡管結構不受位移連續的約束，但應滿足給定的單元和交界面的本構定律。這類數值分析方法主要有離散單元法和不連續變形分析(DDA)。這些數值分析方法可用於分析節理岩體可能發生的不連續變形，如洞室圍岩附近岩塊的分離與滑落等。
(3)混合介質數值分析方法
混合介質數值分析方法是連續和不連續分析方法的耦合。在地下結構的某些區域(如洞室附近)，圍岩體由於開挖影響而發生塊體的分離而不連續，在另外區域(如遠離洞室)，則岩體一般仍相互聯系而處於連續狀態。因此，考慮兩種不同力學介質的耦合分析很必要。目前常見的耦合方法有有限元與離散元的耦合、邊界元與離散元的耦合等。混合介質吸取連續介質和非連續介質兩種數值分析方法中的優點，在可能發生不連續變形的岩體，採用非連續介質方法模擬，而遠離洞室的岩體一般仍處於連續狀態，可採用連續介質模型分析。
本章分別採用有限元強度折減法、有限元和離散元相結合的CDEM法、FLAC差分法，開展安家嶺露天礦露天井工聯合開採的數值模擬分析，研究露天開采和井工開採的相互作用及影響規律。
㈦ 求數值計算方法在某個專業中(機械專業,控制工程等等)的應用論文一篇
黃土路基溫度場數值分析掌
王鐵行劉明振魯潔
(西安建築科技大學土木工程學院陝西西安710Q55)
摘要基於黃土高原的氣候特徵及現有文獻，提出了模擬黃土高原氣候因素的地表溫度場數值
計算方法，並模擬氣溫、輻射量、濕度等邊界條件，經過對黃土高原邊界因素的分析研究，確定了適
於黃土高原的模型參數。對西安和延安兩地地表溫度的計算結果與實測結果的對比分析表明了文內方
法的合理性，分析了黃土路基溫度場隨氣候的動態變化。探討了溫度梯度對非飽和黃土路基穩定性的
影響，表明外界條件的晝夜變化對路基路面溫度的影響不超過30 cm。
關鍵詞黃土溫度氣候路基數值分析
1引言
路基直接受到諸如輻射、蒸發、濕度、風速等氣
候因素及路基地表形態的影響，其土體溫度場是變化
的。溫度變化引起水分遷移使含水量變化.^引，並
引起土體凍融相變使水份向凍融界面運移。溫度變化
導致工程土體濕度場變化，進一步導致強度場變
化¨卜p1，常常導致一系列病害的發生。路基工程橫
向熱差異問題及其導致的病害問題，即工程中的陰陽
坡問題，主要與路基陰、陽坡面受到的輻射等氣候因
素的差異有關。這方面研究成果目前較少。本文模擬
黃土高原氣候變化過程及路基地表形態，就黃土路基
溫度場的數值計算方法及溫度場的變化過程進行
探討。
2黃土路基溫度場數值模型及參數取值
輻射、蒸發、濕度、風速等因素隨時間變化。黃
土路基溫度場屬非穩態相變溫度場，其基本方程為
([K]+訾)四={P|t+岩四一山(1)
式中[K]為溫度剛度矩陣；[Ⅳ]為非穩態變溫矩
陣；{r}為溫度值的列向量；△f為時間步長；{P}為合
成列陣，下標f為時間。
{P}是綜合考慮相變、輻射、對流、蒸發的列
陣。輻射列陣包括太陽輻射列陣、大地輻射列陣和大
氣輻射列陣。各個列陣參見有關文獻∞1。參考有關文
獻¨卜歸1，取黃土地表大地輻射黑度為0．68，取黃土
地表對太陽輻射的吸收率為O．78，瀝青路面對太陽
輻射的吸收率為0．90。大氣輻射黑度z：與大地對大氣
輻射的吸收率口』的取值比較復雜，其值與氣溫、雲
量、濕度、粉塵含量等因素有關，氣溫和濕度不僅可
以反映空氣中水蒸氣的多少，也可以反映雲量水平
高低。
本文選取氣溫和濕度作為氣候的特徵指標確定Z：
與盧：經過分析，並考慮到計算中z：與盧7的乘積作為
一整體，得到z：盧』確定關系式
Z2盧』=，+0．006t+0．004Sd (2)
式中Z為氣溫，』(℃)；s。為相對濕度，(％)；廠
拳國家自然科學基金項目(50308024)。
王鐵行，男，教授。
為綜合考慮其他因素影響的區域性系數，西安取值
0．20，延安取值0．25。西安和延安地區每月平均氣溫
及相對濕度見表l。
表1氣溫和相對濕度表
』 以東西走向路基為例，路基邊坡坡率1：1．5，依
據文獻[10]方法計算得到路基南坡面和北坡面的
坡面系數如表2所示。
表2南坡面和北坡面的坡面系數表
萬方數據
·2· 全國中文核心期刊路基工程2008年第3期(總第138期)
3計算結果及分析
採用前文方法，模擬當地氣候條件對西安和延安
地表溫度進行計算，計算及實測得到平均地表溫度隨
時間變化，計算與實測結果較為一致。
以西安地區東西走向路堤為例對路基溫度場進行
計算分析。路基邊坡坡率1：1．5，寬度10 m，高度4
m，瀝青路面。計算得到不同月份路基日平均溫度分
布如圖1、圖2所示。
{
越
磺
溫度，℃ 溫度，℃
O 10 20 30 0 10 20 30
2
4
鑫6
聰8
10
12
2
逞4
嫠6
8
10
12
2
{4
越
璐6
8
lO
12
溫度，℃
0 10 20 30
2
乓4
蓑6
8
lO
12
2
逞4
嫠6
8
10
12
溫度，℃
0 lO 20 30
圖1路基陰坡面溫度隨深度分布圖
溫度，℃
O 10 20 30
溫度，℃
0 10 20 30
{
魁
聰
{
越
賺
溫度，℃
溫度，℃
O lO 20
圖2路基陽坡面溫度隨深度分布圖
圖l為路基陰坡面平均溫度隨深度分布；圖2為
路基陽坡面平均溫度隨深度分布。圖中顯示不論在陰
坡面還是陽坡面下，溫度沿深度分布均隨季節變化。
計算表明，冬季淺層土體平均溫度較低，3 m深度范
圍沿深度存在明顯的增溫梯度。因非飽和土體水分具
有從高溫區域向低溫區域遷移的特點，在溫度梯度作
用下，冬季土體水分不斷向地表遷移。當地表土體凍
結時，源源不斷地遷移水分逐漸凍結，在凍結層發生
凍脹，甚至出現高含冰凍土。凍結層春季融化後因強
度急劇降低，可造成溜方等病害，或形成疏鬆層，易
於遭受雨水沖刷。夏季淺層土體平均溫度較高，3 m
深度范圍沿深度存在明顯的負溫梯度，負溫梯度具有
抑制蒸發勢導致土體水分向地表遷移蒸發。
比較圖1和圖2看出，陰坡面和陽坡面的溫度分
布在夏季差別小，冬季差別大。夏至差別最小，冬至
差別最大。陽坡面和陰坡面在冬季出現較大溫差，易
於導致陰陽坡面出現不同凍結狀態。圖中顯示出西安
地區陽坡面一年四季不凍結，而陰坡面在冬季凍結。
在黃土高原北部寒冷地區則出現凍結深度差異等
問題。
圖3給出了路面下深度2 m和4 m處路基橫向溫
度分布。圖中顯示出，7月份路基溫度呈吸熱型，越
靠近坡面，溫度越高，溫度梯度越大。而1月份路基
溫度呈放熱型，越靠近坡面，溫度越低，溫度梯度越
大。路基中部區域溫度橫向變化較小，但隨著深度增
加，7月份2 m深度處的溫度高於4 m深度處。1月
份2 m深度處的溫度卻小於4 m深度處。
ZU
＼ J6 ／
、、、．—．，．一——，———．．．／
12
囂s
贈4
距中心距離，cm
(a)7月(深度2m)
p刪
＼ 越16 ／
＼ 望!至。／
8
4
一10—8—6—4—2 0 2 4 6 8 10
距中心距離，cm
(b)7月(深度4m)
距中心距離／c「 距中心距離，cm
(c)1月(深度2m) (d)1月(深度4m)
圖3路基橫向熱分布圖
黃土路基溫度場隨氣候的動態變化，特別是溫度
梯度的存在，對考慮溫度影響確定非飽和土路基滲透
系數、確定非飽和土水勢、進行非飽和土路基水分場
計算是有價值的。
上述對路基日平均溫度進行了計算分析。為了進
一步探討晝夜路基溫度差異，將每日分為兩個時間段
進行計算。計算得到路基路面白天平均溫度分布和路
基路面晚上平均溫度分布。表面因直接承受晝夜外界
條件變化，白天和晚上溫度差別較大。這一差別隨季
節是變化的，7月份差別最大，超過30℃，1月份最
小，約為7℃。但在深度30 cm處，白天平均溫度和
晚上平均溫度幾乎是相同的，其差別可忽略不計。因
此，外界條件的晝夜變化對路面溫度的影響不超過
30 cm。當深度超過30 cm時，可不考慮外界條件晝
夜變化影響。當深度小於30 cm時，宜考慮晝夜比較
萬方數據
鄭健龍等：膨脹土路基溫度現場觀測分析與研究·3·
膨脹土路基溫度現場觀測分析與研究木
鄭健龍繆偉
(長沙理工大學公路工程學院湖南長沙410076)
摘要為了研究自然氣候條件下膨脹土路基內部土體溫度變化規律，在某膨脹土路堤內部進行
了一年多的現場跟蹤觀測，分析了不同位置土體溫度隨時間的變化規律，發現了不同深度溫度變化滯
後性和溫度場分布季節差異性，並對其特點和形成原因進行描述和解釋。根據溫度變幅標志，推測出
了當地膨脹土氣候劇烈影響深度，可作為相關工程處治的參考依據。
關鍵詞膨脹土溫度現場觀測氣候影響深度
1前言
膨脹土是一種粘粒成分主要由親水性礦物(蒙脫
石、伊利石)組成的高液限粘土，其主要特徵表現為
吸水顯著膨脹軟化，失水急劇干縮開裂。大量研究表
明，氣候干濕循環作用是引起膨脹土路基淺層破壞的
根本原因，因此，土水關系成為膨脹土研究的重點和
熱點，而對溫度這一同樣受氣候直接影響的指標則沒
有引起足夠的重視。
從熱力學理論和非飽和土理論來看，溫度對非飽
和土的性質影響很大。首先，非飽和土的吸力一般定
義為土中水的自由能狀態，溫度升高，土體水分勢能
增加，吸力降低，抗剪強度降低.。其次，土體中濕
度場和溫度場是耦合作用、相互影響的。也就是說土
壤水分的運動不僅僅是因含水量的分布不均衡引起
的，溫度梯度的存在也是驅使水分遷移的原因。由此
可見，研究膨脹土路基中的溫度在不同氣候條件下的
變化規律，具有極其重要的理論意義和工程實際
意義。
曩交通部西部交通建設科技項目(2002 318000)。
鄭健龍，男，教授，博士，博士生導師。
2觀測方案的設計和實施
在已進行的非飽和土溫度變化規律研究中，楊果
林等通過膨脹土路基模型試驗，得到了在積水、日
照、陰天和降雨4種模擬氣候條件下，膨脹土路基中
溫度的變化規律舊-。劉炳成等在多種條件下，對非飽
和多孔土壤中溫度和濕度分布的動態特性進行了室內
試驗研究，分析了溫度效應對水分運移的影響」J。為
了真實、准確地了解膨脹土路基在自然氣候條件下，
其內部土體溫度變化規律，本次研究採取了現場跟蹤
觀測。觀測地點設在南(寧)友(誼關)路寧明段
Al(2+412斷面，位於項目組「土工格柵加筋包邊處
治方案」試驗路段內，格柵包邊寬度為3．O m，路堤
填料採用寧明灰黑色膨脹頁岩風化破碎土HJ，共埋設
了溫度感測器、含水量探頭、土壓力盒、水平位移
計、剖面沉降管，垂直測斜管共6種觀測元件。其
中，為了保證觀測的精度和穩定性，選用了長沙金碼
高科公司生產的JMT一36型溫度感測器，其主要技術
指標為：測量范圍一20—110℃，精度+O．5℃，線
性誤差+0．3℃。溫度感測器沿橫向布置了7個，距
邊坡水平距離分別為0．4 m、0．9 m、1．5 m、2．2 m、
3．O m、4．0 m和13．0 m，距路基頂面的距離均為3．5
大的溫度變化。土表面因其吸熱性小於瀝青路面，外
界條件的晝夜變化引起路基溫度的變化小於瀝青路參考文獻：
面，故可認為，外界條件的晝夜變化對路基溫度的影[1】王鐵行，陸海紅·溫度影響下的非飽和黃土水分遷移問題探討·岩土力
響也不超過30 cm。Ⅲ蓋二=』0，：∑翟：％蝌，．w．鼬。一～。。。。。m。
4 結論(33)：483—500．
溫度變化可導致黃土路基出現一系列病害問題， [3]黨進謙，李靖·含水量對非飽和黃土強度的影響·西北農業大學學報，
特別是陰陽坡及其導致的病害問題，主要與陰、陽坡[4]磊Z芸茹茹五學研究中的若干新趨勢．岩土工程學報』200l。
面受到的氣候因素的差異有關。本文基於黃土高原的23(1)：l-13．
氣候特徵及現有文獻，提出了模擬黃土高原氣候因素[5]劉保健'支喜蘭，謝永利等·公路工程中黃土濕陷性問題分析·中國公
的地表溫度場數值計算方法，並模擬氣溫、輻射量、[6]譬盞≮=：蓋翟=二310 N嶇N。耐。d A蒯岫。‰訓
濕度等邊界條件，經過對黃土高原邊界因素的分析研一Te。二咖。i：』Qi。ghai—ibet之。一．萎ien。i。。h抵二E，2002，45
究，確定了適於黃土高原的模型參數。進一步對西安(4)：433一「3．
塑堊耋要嫠筻鎏薴結量復窶型笙墨竺翌皆坌要耆翌! 罱蠢羹言：妻言蓮囂篡囂i艾奏≥誓蓄蠱釜}土i翥，』
本文方法的合理性，對東西走向坡面的計算結果揭示高蘭霸：薪』：『纂譽?葫籍桑蕃劃茹茹二；度場的數值模型．重
了陰陽坡面地表溫度的差異性，對陰陽坡面地表溫度慶大學學報，2003，26(6)：66—69．
的差異性隨季節的變化規律進行了探討。外界條件的[10]王鐵行·岳彩坤·模擬氣候因素的黃土路基地表溫度數值分析．路基
晝夜變化對路基路面溫度的影響不超過30 cm。
工程-2008t(1)：1也收稿日期：2007一04—20
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