人工冻结地层法施工特大深基坑的数值模拟 被引量：4

1

作者 姚直书 程桦 荣传新 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2003年第3期399-403,共5页

针对润扬长江公路大桥北锚碇特大深基坑的复杂水文地质条件,提出采用人工冻土墙围护结构。并采用弹塑性有限元法对人工冻土墙围护特大深基坑的施工过程进行了模拟分析,结果表明冻土墙设计厚度5.5m、冻土平均温度-12℃、混凝土衬砌厚度2... 针对润扬长江公路大桥北锚碇特大深基坑的复杂水文地质条件,提出采用人工冻土墙围护结构。并采用弹塑性有限元法对人工冻土墙围护特大深基坑的施工过程进行了模拟分析,结果表明冻土墙设计厚度5.5m、冻土平均温度-12℃、混凝土衬砌厚度2m、开挖段高2m是安全可靠的,从而为今后的工程设计和决策提供理论依据。 展开更多

关键词 润扬长江公路大桥 锚碇 人工冻结地层法 特大深基坑 数值模拟 人工冻土墙围护结构 桥梁施工

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组合地层渗流对人工地层冻结法及周围工程环境效应的影响 被引量：25

2

作者 周洁 李泽垚 +2 位作者 万鹏 唐益群 赵文强 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期471-480,共10页

随着沿海地区越来越多大型跨海、越江工程的出现,人工地层冻结法面临着更加复杂的水文地质环境问题及挑战。依托工程背景,通过典型砂黏组合地层的设计,按照严格相似比,建立了组合地层渗流环境下人工地层冻结法的缩尺模型,分析了软黏土... 随着沿海地区越来越多大型跨海、越江工程的出现,人工地层冻结法面临着更加复杂的水文地质环境问题及挑战。依托工程背景,通过典型砂黏组合地层的设计,按照严格相似比,建立了组合地层渗流环境下人工地层冻结法的缩尺模型,分析了软黏土下伏较大渗流砂层的工况下,渗流对上覆冻融敏感软黏土的冻结施工及周围工程环境的影响。试验测定了不同渗流速度下各影响区域内的温度、冻胀力、地表沉降量等参数指标。结果表明下伏砂层渗流速度过大会无法完成冻结,存在临界渗流速度。且渗流工况下软黏土上下冻结帷幕边缘的冻结效果也截然不同,尤其是稳定冻结温度和冻胀力发展模式。渗流直接影响的区域,渗流对软黏土潜热效应的削弱明显,随着渗流速度增大相变平衡时间呈线性减小。综合研究成果为冻结方案优化及施工安全提出了理论性指导意见,并对现场工程可能会遇到的施工质量、隧道安全、环境治理等做出预警建议。 展开更多

关键词 组合地层 人工地层冻结法 临界渗流速度 潜热效应 冻胀力发展模式

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高流速卵石地层地铁联络通道人工冻结温度场研究 被引量：1

3

作者 韩昀希 冯利华 +2 位作者 任全军 沈宇鹏 刘欣 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第12期5134-5142,共9页

地铁联络通道的开挖经常受到地下水干扰,人工地层冻结法凭借其优秀的封水性和适应性成为富水地层联络通道施工的首选工法。依托北京地铁12号线苏州桥站~人民大学站区间1#联络通道冻结工程,通过现场实测研究地层温度场和泄压孔压力的发... 地铁联络通道的开挖经常受到地下水干扰,人工地层冻结法凭借其优秀的封水性和适应性成为富水地层联络通道施工的首选工法。依托北京地铁12号线苏州桥站~人民大学站区间1#联络通道冻结工程,通过现场实测研究地层温度场和泄压孔压力的发展规律,分析冻结帷幕的交圈特征,确定高流速地层冻结壁薄弱位置。结果表明:盐水去回路温度在冻结初期迅速下降,而后降速减缓并最终稳定在-28℃以下;测温孔中土体与管片交界处的温度高于土体内部,渗流上游冻结壁温度高于下游,这些区域应当重点监测;冻结至59 d时,利用基于实际降温速率的分阶段冻结壁厚度计算方法求得不同截面位置处的冻结壁最小厚度为2495.2 mm,同时泄压孔压力已全部释放并保持稳定,冻结壁不再发展,满足联络通道开挖要求。研究成果能为高流速地层的人工冻结参数选取和监测提供理论支持。 展开更多

关键词 联络通道 人工地层冻结法 温度场 冻结壁厚度 冻胀力

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多冷媒非均质人工冻结壁弹塑性应力分析 被引量：1

4

作者 王彬 梁秀玲 +2 位作者 张子浩 蔡海兵 荣传新 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期106-120,共15页

【目的】受制冷媒介温度差异以及被冻地层与冻结管距离差异的影响,多冷媒联合双排管冻结壁的非均匀性较为显著,为了合理评价该类冻结壁的安全性,需开展考虑非均质性的多冷媒人工冻结壁弹塑性应力分析。【方法】选取距离1/4管距处的冻结... 【目的】受制冷媒介温度差异以及被冻地层与冻结管距离差异的影响,多冷媒联合双排管冻结壁的非均匀性较为显著,为了合理评价该类冻结壁的安全性,需开展考虑非均质性的多冷媒人工冻结壁弹塑性应力分析。【方法】选取距离1/4管距处的冻结壁作为特征截面,将该截面上的温度分布曲线等效成三段一次函数形式,并将冻结壁视为随温度成线性变化的非均质材料,分别基于4种冻土屈服准则,推导得出多冷媒联合双排管非均质冻结壁弹塑性应力解析表达式。基于该解析表达式,对多冷媒冻结壁的受力特性进行计算,并将该计算结果与均质冻结壁计算得出的结果进行对比。【结果和结论】研究发现:(1)在盐水-二氧化碳联合双排管冻结壁中,径向应力随着相对半径r的增加而上升,环向应力在不同冻结区间(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)表现出不同的变化趋势。(2)基于均质冻结壁计算理论,弹性极限状态的冻结壁的环向应力最大值出现在冻结壁内侧,弹塑性状态的冻结壁的环向应力最大值出现在弹塑性分界面处,塑性极限状态的冻结壁的环向应力最大值出现在冻结壁最外侧;而基于非均质冻结壁计算理论,冻结壁环向应力最大值始终出现在冻结壁分区界线(r=2)处。(3)在考虑非均质特性后,冻结壁的弹性极限承载力降低1.8%,而塑性极限承载力提高8.1%。在弹塑性状态下,对应相同塑性区相对半径,非均质冻结壁具有更高的承载力,且这种现象随着塑性区相对半径的增大而愈发明显。研究成果对富水地层多冷媒联合冻结帷幕的设计具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 人工地层冻结法 双排管冻结壁 多冷媒联合冻结帷幕 非均质 屈服准则 弹塑性分析

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沿海组合地层人工冻结过程中的水分迁移及变形特性 被引量：1

5

作者 周洁 任君杰 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期675-683,共9页

在沿海上软黏下粉砂组合地层中进行人工地层冻结法施工时,粉砂土和软黏土在冻结过程中表现出的水分迁移和变形特性上的差异性不可忽略,是目前较多冻结法工程事故的根源.为了探明两者之间的差异性,通过自制单向冻结仪对原状上海第(2);层... 在沿海上软黏下粉砂组合地层中进行人工地层冻结法施工时,粉砂土和软黏土在冻结过程中表现出的水分迁移和变形特性上的差异性不可忽略,是目前较多冻结法工程事故的根源.为了探明两者之间的差异性,通过自制单向冻结仪对原状上海第(2);层灰色粉砂土及重塑上海第(4)层淤泥质软黏土分别进行冷端温度为-20、-15、-10℃的冻结试验,分析两种土在冻结过程中水分迁移及变形特征的差异.结果表明,粉砂土及软黏土的总变形曲线和分层变形曲线可按土性分为Ⅰ类陡变型曲线(粉砂土)和Ⅱ类缓变型曲线(软黏土),软黏土分层变形曲线在某些分层中还表现出较大的波动性.表明冻结过程中,软黏土内部水分迁移充分发展,而粉砂土内部大部分水分迅速冻结,迁移不显著.两种土性表现出的变形曲线的差异性和冻结前后的水分分布曲线存在一致对应性.该研究成果可为沿海上软黏下粉砂组合地层冻结法实践中应对冻胀等工程问题的相关措施提出针对性建议. 展开更多

关键词 人工地层冻结法 水分迁移 粉砂土 软黏土

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人工冻结水泥改良软黏土冻融及强度特性研究 被引量：1

6

作者 王升福 张祥荣 +2 位作者 周彪 吕亮 嵇晓雷 《东华理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期370-380,共11页

为探究人工冻结水泥改良软黏土冻胀融沉特性及冻融前后强度变化规律,通过室内冻胀融沉试验和单轴抗压强度试验,揭示不同冻融状态、不同影响因素等条件下水泥改良软黏土冻胀融沉及强度特性。研究结果表明,软黏土冻胀率和融沉系数随冻结... 为探究人工冻结水泥改良软黏土冻胀融沉特性及冻融前后强度变化规律,通过室内冻胀融沉试验和单轴抗压强度试验,揭示不同冻融状态、不同影响因素等条件下水泥改良软黏土冻胀融沉及强度特性。研究结果表明,软黏土冻胀率和融沉系数随冻结冷端温度降低而减小,且融沉系数大于冻胀率;掺入水泥后融沉系数均小于冻胀率,且随水泥掺量增加而降低,当水泥掺量超过5%时,融沉系数小于2%。水泥土起始冻结温度随水泥掺量增加而降低,当水泥掺量为9%时,起始冻结温度最低达到-1.53℃;冻融过程沿试样不同高度温度场变化分为积极冻结、维护冻结和融化三个阶段;冻融后水泥改良软黏土强度降低,25组试样平均降低56%,冻融后强度折减最大达76%。研究指出,改良土强度分别随水泥掺量增加而增大,随含水率增大而减小,随龄期增长而增大。 展开更多

关键词 人工地层冻结法 水泥改良土 冻胀融沉 冻结温度场 强度

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富水粉细砂层环形排布冻结管冻结温度场及“群管效应”

7

作者 丁明睿 梁荣柱 +6 位作者 李忠超 吴文兵 白天麒 肖铭钊 汪亦显 黄栋 刘海锐 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期1944-1956,共13页

为研究富粉细砂层人工冻结规律,基于相似准则,设计和开展环形冻结管片排布水平人工冻结试验,探究了冻结过程中的温度场和冻胀力发展规律,分析了“群管效应”对冻结过程的影响。研究结果表明:环形排布冻结过程可以分为初期冻结、冻结壁... 为研究富粉细砂层人工冻结规律,基于相似准则,设计和开展环形冻结管片排布水平人工冻结试验,探究了冻结过程中的温度场和冻胀力发展规律,分析了“群管效应”对冻结过程的影响。研究结果表明:环形排布冻结过程可以分为初期冻结、冻结壁交圈、“群管效应”冻结和环内土体完全冻结4个典型阶段。在冻结壁完成交圈后,受“群管效应”的影响,冻结管冷量不断向环内土体叠加,加速冷锋面朝环内土体迅速拓展,冻结管圈内土体冻结温度明显低于管圈外部土体的温度;相比之下,环底和环内土体受到“群管效应”并不明显,而冻结管间距增大会削弱该效应;环底冻结壁完成交圈时间约为环顶的2.2倍,环底冻结壁的平均温度和管圈内土体最终冻结温度分别比环顶高6.1℃和6.6℃;冻结管周围土体冻胀力随冻结时间增加而增大;距离冻结管越近,土体冻胀力越大,冻胀力关于冻结管圈圆心对称分布;管间冻胀力在管圈冻结壁形成过程中迅速增大,管间冻胀力大于管圈外土体冻胀力。 展开更多

关键词 人工地层冻结法 模型试验 冻结温度场 群管效应 富水粉细砂层 冻胀力

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渗流条件下地铁联络通道冻结温度场扩展规律分析

8

作者 韩昀希 冯利华 +3 位作者 任全军 沈宇鹏 刘欣 张莹晨 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第7期147-155,191,共10页

地层人工冻结法是地铁联络通道开挖施工中常用的一种能够隔绝地下水并提高地层强度的工法,现场监测数据分析表明地下水渗流是影响地层冻结效果的重要因素。为进一步探究渗流条件下地铁联络通道冻结温度场的发展规律,优化冻结设计方案,... 地层人工冻结法是地铁联络通道开挖施工中常用的一种能够隔绝地下水并提高地层强度的工法,现场监测数据分析表明地下水渗流是影响地层冻结效果的重要因素。为进一步探究渗流条件下地铁联络通道冻结温度场的发展规律,优化冻结设计方案,依托实际工程现场监测数据,分析渗流对地层温度分布的影响,通过理论推导建立流-热耦合分析方法并与特征断面的监测数据进行对比验证,借助数值仿真预测不同渗流速度、盐水温度、季节进行冻结施工的效果,最后对冻结管布设位置进行优化设计。结果表明:所建立的计算分析模型与监测数据相比,地层的温度变化趋势相同,降温曲线数值接近,最终误差在2℃以内,能够较准确地预测渗流作用下冻结温度场分布。当地层渗流速度大于13.5 m/d时,按照现有设备的工作效率及冻结管布置方案,冻结壁将无法完全交圈。降低盐水温度以及选择冬季施工能够有效提高冻结壁的发展速度,对于冻结壁迎水面,盐水温度为-36℃和冬季施工最多可将冻结锋面的扩展速度分别提高3倍和1.5倍,冻结壁背水面也可分别提高96.4%和41.5%。在不改变冻结管总数的原则下,将背水面外侧冻结管移动至迎水面外侧,加强上游的冻结,仅21 d冻结壁厚度便达到设计要求,此冻结管布置优化方案能够大大提高面对高流速渗流时的冻结效率。 展开更多

关键词 地铁 联络通道 人工地层冻结法 渗流地层 流-热耦合 冻结壁厚度 冻结管布置优化

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砂卵石地层冻结施工冻胀效应及其对既有隧道的影响分析 被引量：1

9

作者 王士民 彭小雨 +2 位作者 王亚 王先明 何绪虎 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第8期3446-3454,共9页

人工地层冻结法的实施会引起地层的冻胀,为了探究富水砂卵石地层冻胀特性及其对既有结构的扰动,首先阐述了土体冻胀的本质和温度与结构应力应变之间的关系,并依托洛阳轨道交通1号线塔湾站-史家湾站区间联络通道工程建立三维热力耦合数... 人工地层冻结法的实施会引起地层的冻胀,为了探究富水砂卵石地层冻胀特性及其对既有结构的扰动,首先阐述了土体冻胀的本质和温度与结构应力应变之间的关系,并依托洛阳轨道交通1号线塔湾站-史家湾站区间联络通道工程建立三维热力耦合数值模型,对砂卵石地层冻结期间的地层冻胀变化和既有隧道变形受力进行了数值计算分析。结果表明:冻结管降温使得冻结管周围地层中的水分冻结,土体体积膨胀,进而使联络通道设计位置上方地表出现隆起,且距联络通道中心的水平距离越近,隆起变形值就越大。地层的冻胀对既有双线隧道造成扰动,隧道结构变形主要表现为拱顶隆起、拱底下沉、靠近联络通道一侧的拱腰向隧道内侧产生横向变形,同时联络通道设计开口位置附近的管片结构出现应力集中现象。在整个冻结过程中,冻结前期设计加固区域地层的降温速率和低温扩散速率较快,地层冻胀效应变化显著,而到冻结后期受冻结范围影响地层冻胀变形和既有隧道变形的增幅均有所减小。 展开更多

关键词 砂卵石地层 人工地层冻结法 冻胀 既有隧道 热力耦合

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渗流作用对人工冻结土体特性的影响 被引量：2

10

作者 周洁 李泽垚 田万君 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2021年第7期12-17,共6页

研究目的:当使用人工地层冻结法建设地铁联络通道时,松散含水层中的渗流作用会对冻结土体产生影响。本文使用一种可控制渗流速度的人工冻结制样装置对粉土、粉砂进行冻结制样后,通过对冻结土进行单轴抗压试验并测定含冰量的方法探究渗... 研究目的:当使用人工地层冻结法建设地铁联络通道时,松散含水层中的渗流作用会对冻结土体产生影响。本文使用一种可控制渗流速度的人工冻结制样装置对粉土、粉砂进行冻结制样后,通过对冻结土进行单轴抗压试验并测定含冰量的方法探究渗流对人工冻结粉土、粉砂力学特性的影响,以及两种土质的水分迁移规律。研究结论:(1)渗流能明显提高粉土的冻结强度和弹性模量;(2)渗流能略微降低粉砂的冻结强度,对冻结粉砂弹性模量的影响不大;(3)对于地铁联络通道的人工冻结工程,渗流可使粉土层产生过量冻结从而造成资源浪费,使粉砂层的冻结壁承载力不足而产生安全风险;(4)本试验结果可辅助地铁联络通道的人工冻结工程进行优化设计、精确预测隧道变形等,从而确保施工安全、节约成本。 展开更多

关键词 人工地层冻结法 渗流 地铁联络通道 土体冻结

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人工冻结对南京砂液化特性的影响 被引量：1

11

作者 周洁 李泽垚 +1 位作者 田万君 孙佳玮 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期28-38,共11页

针对长江中下游地区广泛分布的南京砂,使用GDS动三轴系统分别在地震荷载和地铁列车振动荷载作用下进行动三轴试验,研究人工冻结对南京砂液化特性的影响及其机理,并判别2种荷载对南京砂冻结施工的潜在危险。结果表明:在地震荷载和地铁列... 针对长江中下游地区广泛分布的南京砂,使用GDS动三轴系统分别在地震荷载和地铁列车振动荷载作用下进行动三轴试验,研究人工冻结对南京砂液化特性的影响及其机理,并判别2种荷载对南京砂冻结施工的潜在危险。结果表明:在地震荷载和地铁列车振动荷载作用下,冻融循环均会明显降低南京砂的刚度和抗液化能力,首次冻融最为明显;冻融次数越多,冻融粉细砂的结构性越差,越容易发生液化;冻融循环将增大南京砂动孔压对动荷载响应的敏感度;冻结温度越低、有效围压越小,冻融循环后南京砂的抗液化能力越差;南京地区地震荷载对南京砂冻结施工的潜在危险较小,而来自地铁列车振动荷载的潜在危险较大。 展开更多

关键词 地铁 地基 南京砂 人工地层冻结法 砂土液化 动三轴试验

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富水砂层斜井明挖段三维冻结温度场时空演化规律研究

12

作者 荣隽锋 王彬 梁沈伟 《煤炭工程》 北大核心 2024年第8期204-212,共9页

为解决冻结斜井明挖段施工过程中,斜井冻结温度场难以准确预测导致开挖时间及速度无法确定的工程难题,以升富煤矿冻结斜井明挖段为研究对象,基于实测地层特性及冻结孔布置参数,采用COMSOL Multiphysics有限元软件,构建三维冻结温度场数... 为解决冻结斜井明挖段施工过程中,斜井冻结温度场难以准确预测导致开挖时间及速度无法确定的工程难题,以升富煤矿冻结斜井明挖段为研究对象,基于实测地层特性及冻结孔布置参数,采用COMSOL Multiphysics有限元软件,构建三维冻结温度场数值计算模型,对冻结斜井明挖段施工期间温度场的时空演化规律进行数值计算预测分析。计算结果表明:在相同冻结时间条件下,细砂层冻结壁平均温度比中砂层低0.28~2.39℃,细砂层冻结壁有效厚度比中砂层厚0.36~0.59 m。在持续冻结88 d后,明挖段冻结壁平均温度低于-12℃,且不同层位的侧帮冻结壁厚度均能达到4 m以上,底板处的冻结壁厚度均达到5 m以上,满足设计开挖需求。在开挖期间,井帮位置暴露的土体存在“热流侵蚀”现象,但在快速开挖施工的条件下,冻结壁的有效厚度并未减小且冻结壁平均温度仍处于-10℃以下,因此开挖过程中不会发生大范围的冻结壁“软化”现象。基于预测结果,制定了现场开挖方案,由现场实测数据可知,在开挖过程中测点及井帮温度出现轻微波动,但整体温度发展趋势较为稳定,表明施工期间冻结壁是安全稳定的。研究成果可为斜井冻结法凿井的安全施工及优化设计提供参考。 展开更多

关键词 人工地层冻结法 斜井 明挖段 冻结温度场 三维数值模型

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单排管冻结温度场ТРУПАК和БАХОЛДИН公式的适用性 被引量：33

13

作者 胡向东 白楠 余锋 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期906-910,共5页

采用Ansys有限元分析软件模拟单排管冻结壁温度场的分布情况,将得到的数据与Трупак单排管公式和Бахолдин单排管冻结温度场公式作比较,分析Трупак公式与Бахолдин公式,找出公式的不足,同时验证工程中还在应... 采用Ansys有限元分析软件模拟单排管冻结壁温度场的分布情况,将得到的数据与Трупак单排管公式和Бахолдин单排管冻结温度场公式作比较,分析Трупак公式与Бахолдин公式,找出公式的不足,同时验证工程中还在应用的Трупак公式与Бахолдин公式根据测温值反算冻土壁厚度公式的适用性.结果表明,冻土柱交圈前,Трупак单管公式能比较真实地反映单根管情况下冻土温度场的情况;交圈后Трупак公式的应用是极不合适的,而Бахолдин公式得到了满意的结果. 展开更多

关键词 人工地层冻结法 温度场 冻土帷幕 特鲁巴克公式 巴霍尔金公式

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无限大区域内四管冻结的稳态温度场解析解 被引量：11

14

作者 胡向东 郭旺 张洛瑜 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1367-1371,共5页

采用势函数叠加理论推导了4根冻结管以任意形式排列冻结时的稳态温度场解析解,得出了4根冻结管以等间距直线、矩形和菱形等排列时的稳态温度场特定解,并用热学数值模拟方法对解析解进行验证.结果表明,解析解的计算结果与数值模拟结果较... 采用势函数叠加理论推导了4根冻结管以任意形式排列冻结时的稳态温度场解析解,得出了4根冻结管以等间距直线、矩形和菱形等排列时的稳态温度场特定解,并用热学数值模拟方法对解析解进行验证.结果表明,解析解的计算结果与数值模拟结果较吻合. 展开更多

关键词 人工地层冻结法 冻结管 势函数 稳态 温度场

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环形单圈管冻结稳态温度场解析解 被引量：42

15

作者 胡向东 陈锦 +1 位作者 汪洋 李伟平 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期874-880,共7页

人工地层冻结技术被广泛应用于地下工程施工中。冻结温度场的计算是人工冻结法理论研究的基础,也是冻结施工设计的重要依据。人工地层冻结施工常使用环形单圈冻结管冻结,而至今尚无关于其温度场的解析解。基于水-热异类相似原理,根据传... 人工地层冻结技术被广泛应用于地下工程施工中。冻结温度场的计算是人工冻结法理论研究的基础,也是冻结施工设计的重要依据。人工地层冻结施工常使用环形单圈冻结管冻结,而至今尚无关于其温度场的解析解。基于水-热异类相似原理,根据传热过程与地下水流动相似的特点,利用保角映射、汇源反映和势函数叠加原理,类比推导了环形单圈冻结管稳态温度场解析解,并用热学数值模拟方法加以验证,同时提出了简化的解析公式。结果表明,解析解计算结果与数值模拟结果较吻合,其简化公式得到的结果与原解析公式基本一致。在解析公式的基础上,经过简化,反推得到外部冻结壁厚度公式。解析解、简化公式以及厚度公式可为环形单圈冻结施工与设计提供理论的依据与指导。 展开更多

关键词 人工地层冻结法 环形单圈冻结管 温度场 解析解 势函数 保角映射 汇源反映 水-热异类相似

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无限大区域内少量冻结管稳态温度场解析解 被引量：11

16

作者 胡向东 郭旺 张洛瑜 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1953-1960,共8页

在人工地层冻结法施工中,为满足一些特殊的工况需求,常采用布置两管或三管等少量冻结管的形式,虽然现在已有2根冻结管排列与3根冻结管以等间距直线排列时的稳态温度场解析解,但是遇到三管以其它形式排列的情况时,这些解已经不能满足需... 在人工地层冻结法施工中,为满足一些特殊的工况需求,常采用布置两管或三管等少量冻结管的形式,虽然现在已有2根冻结管排列与3根冻结管以等间距直线排列时的稳态温度场解析解,但是遇到三管以其它形式排列的情况时,这些解已经不能满足需求。采用势函数叠加理论推导了3根冻结管以任意形式排列时的稳态温度场解析解。在此基础上得出了3根冻结管以等间距和不等间距直线、等腰三角形及直角三角形等排列形式下的温度场特定解。采用热学数值模拟方法对解析解进行了验证。结果表明,解析解计算结果与数值模拟结果较吻合,解析解正确。同时验证了采用势函数叠加法推导出的两管排列与三管等间距直线排列时的稳态温度场解析解与已有解完全相同。 展开更多

关键词 少量冻结管 稳态 温度场 解析解 人工地层冻结法 势函数

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基于分布式光纤传感技术的冻结温度场监测系统 被引量：11

17

作者 郑晓亮 郭兆坤 +1 位作者 谢鸿志 马埒 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2009年第1期18-21,共4页

分析冻结法凿井施工采用分布式光纤温度传感器进行温度场监测的可行性,给出了基于分布式光纤温度传感器的冻结温度场监测系统的组成、原理和光缆布设方案。通过与传统的单总线温度传感系统数据对比,其具有测量温度值准确,数据量大,系统... 分析冻结法凿井施工采用分布式光纤温度传感器进行温度场监测的可行性,给出了基于分布式光纤温度传感器的冻结温度场监测系统的组成、原理和光缆布设方案。通过与传统的单总线温度传感系统数据对比,其具有测量温度值准确,数据量大,系统稳定性高,布设更加方便等优点。 展开更多

关键词 人工地层冻结法 冻结温度场 分布式光纤传感器 温度监测

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多排管直线冻土墙平均温度的等效梯形计算方法 被引量：17

18

作者 胡向东 何挺秀 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1465-1469,共5页

为了确定多排管冻土帷幕的平均温度,进而确定冻土的力学参数和冻土帷幕的承载能力,为冻土帷幕的安全状态作出评价,介绍了基于巴霍尔金解析解的双排管冻土帷幕平均温度模型,并对该方法进行了适当的简化.以此为基础,采用拼接计算的方法,... 为了确定多排管冻土帷幕的平均温度,进而确定冻土的力学参数和冻土帷幕的承载能力,为冻土帷幕的安全状态作出评价,介绍了基于巴霍尔金解析解的双排管冻土帷幕平均温度模型,并对该方法进行了适当的简化.以此为基础,采用拼接计算的方法,推导得出在多排管冻结下计算直线形冻土帷幕平均温度的一种等效梯形方法. 展开更多

关键词 多排管冻结 冻土墙 平均温度 等效梯形法 人工地层冻结法

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环形双圈管冻结稳态温度场广义解析解 被引量：18

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作者 胡向东 方涛 韩延广 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期2287-2294,共8页

对于环形布管冻结稳态温度场的解,目前仅有单圈管冻结条件下的解析解,对于双圈管冻结尚无解答。首先建立环形双圈管冻结稳态温度场的模型。然后,应用保角变换将广义环形双圈管(冻结圈内部未冻实)模型变换为直线型排布的模型,依据调和方... 对于环形布管冻结稳态温度场的解,目前仅有单圈管冻结条件下的解析解,对于双圈管冻结尚无解答。首先建立环形双圈管冻结稳态温度场的模型。然后,应用保角变换将广义环形双圈管(冻结圈内部未冻实)模型变换为直线型排布的模型,依据调和方程边界可分离性,将直线型排布模型分解为2个特殊单排管冻结问题,从而得到广义环形双圈管的温度场解析解。最后,应用ANSYS进行了热力学数值模拟计算和物理模型实验结果以验证解析解。结果表明:在冻土帷幕充分交圈后,数值模拟结果和解析解结果基本一致,与实测温度的吻合度也很高。 展开更多

关键词 人工地层冻结法 环形双圈冻结管 稳态温度场 解析解 保角变换 调和方程

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3排管冻结梯形-抛物弓叠合等效温度场模型和平均温度 被引量：15

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作者 胡向东 任辉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期78-83,共6页

由于3排管冻结温度场的复杂性,不便于对冻土帷幕温度场进行简便描述。故以现有的3排管冻结温度场的势函数叠加法解析解为理论基础,根据温度场的周期性,选择主面与界面之间的合适位置作为等效截面,以等效截面的温度场等效整体温度场。以... 由于3排管冻结温度场的复杂性,不便于对冻土帷幕温度场进行简便描述。故以现有的3排管冻结温度场的势函数叠加法解析解为理论基础,根据温度场的周期性,选择主面与界面之间的合适位置作为等效截面,以等效截面的温度场等效整体温度场。以平均温度为检验标准,简化等效截面的温度场曲线,得出方便应用的梯形抛物弓叠合等效温度场模型。基于等效温度场模型确定平均温度计算方法,得出免于积分运算的平均温度简便计算公式。该公式计算精度满足工程要求,表明等效温度场及其平均温度计算方法具有良好的实用性。 展开更多

关键词 3排管冻结 等效温度场 平均温度 冻土帷幕 人工地层冻结法

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