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题名海底隧道管幕冻结法水热耦合温度场数值模拟分析
被引量：2
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作者
周杰
胡俊
刘冰
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机构
海南大学土木建筑工程学院
海南大学海洋科技协同创新中心
中铁建城建交通发展有限公司
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出处
《森林工程》
北大核心
2024年第6期221-234,共14页
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基金
海南省科技厅重点研发计划高新技术方向项目(ZDYF2024GXJS001)
海南大学横向科研项目(HD-KYH-2022405)
海南大学2022年度协同创新中心科研项目(XTCX2022STB09)。
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文摘
为得到渗流作用下管幕冻结法温度场的发展规律,结合三亚河口通道隧道冻结工程,基于达西定律与多孔介质传热理论,运用有限元软件建立水热耦合数值模型,采用更改模型渗流流速大小和建立测温路径的方法,围绕冻土帷幕的发展情况、交圈时间、壁厚进行分析。结果表明,冻土帷幕随渗流的流向发展,下游侧土体开始冻结的时间早于上游侧土体,且最终温度低于上游侧土体;当流速约为2.87 m/d时,低渗流流速作用对整体冻土帷幕交圈的时间影响较小;随着渗流流速的增大,整体冻土帷幕交圈所需的时间明显增加,其区域的不均匀程度变大,厚度减小;当流速增大至约10.02 m/d时,冻土帷幕出现局部不交圈的情况。考虑到原冻结方案偏于保守,设计优化方案为将内圈冻结管总数由80根减少至56根,模拟分析后的平均冻土帷幕厚度约为4.28 m,相较于原方案减少了0.195 m,仍满足冻结设计要求。
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关键词
渗流作用
管幕冻结法
有限元模拟
水热耦合
冻结方案优化
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Keywords
Seepage action
pipe curtain freezing
finite element numerical simulation
hydrothermal coupling
optimization of the freezing programme
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分类号
TU472
[建筑科学—结构工程]
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