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题名高流速富水砂层地铁隧道液氮冻结温度场演化规律研究
被引量：1
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作者
杨哲
蔡海兵
王彬
李孟凯
庞昌强
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机构
安徽理工大学土木建筑学院
河南理工大学河南省地下工程及灾变防控重点实验室
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出处
《铁道科学与工程学报》
北大核心
2025年第1期307-319,共13页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52378384)
安徽省自然科学基金资助项目(2308085ME188)
河南省地下工程与灾害防控重点实验室开放基金资助项目(KFKT2023-06)。
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文摘
地铁隧道施工常受到地下水渗流的侵扰,常规盐水冻结无法满足大流速下的施工要求,而液氮超低温可使砂层快速冻结以达到砂层稳定和加固效果。因此,进行复杂的水热耦合分析以探究渗流条件下液氮冻结温度场的演化规律至关重要。基于能量和质量守恒定律建立了液氮冻结温度场-渗流场水热耦合数值模型,对不同渗流速度下液氮冻结温度场的演化规律及冻结帷幕的交圈时间进行研究。结果表明:渗流速度为10、12.5、15、17.5和20 m/d的冻结帷幕交圈时间分别为5.76、6.85、8.31、11.43和18.57 d,冻结帷幕的交圈时间随渗流速度增大呈指数型增长。通过对模拟数据进行拟合,得出渗流场作用下液氮冻结帷幕交圈时间的预测公式,并计算出极限流速为22.26 m/d。渗流作用会引起冻结帷幕的不均匀性,渗流速度越大,不均匀性越强。各组渗流速度条件下的(R_(d)/R_(u))分别为1.23、1.35、1.53、1.76和2.12。对液氮冻结过程分析得到,“邻管效应”发生在冻结锋面减小至L_(j)后,该效应能够促使冻结锋面的扩展进入二次加速阶段,提高冻结锋面的扩展速度,加速冻结帷幕交圈;渗流产生的对流传热会减弱“邻管效应”,因此L_(j)会随着渗流速度的增加而减小,渗流速度为15.0、17.5和20.0 m/d,对应的Lj分别为389、355和254 mm。研究成果可为大流速下地铁隧道液氮冻结法施工提供有效的指导和帮助。
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关键词
液氮冻结
大流速
数值模拟
水热耦合
邻管效应
冻结帷幕
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Keywords
liquid nitrogen freezing
high flow rate
numerical simulation
hydrothermal coupling
adjacent pipe effect
freezing curtain
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分类号
U45
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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题名复合缓凝剂改性硫铝酸盐水泥注浆材料性能试验研究
被引量：1
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作者
赵磊
王杰
孙勇
吴建宇
杨志
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机构
平顶山天安煤业股份有限公司
河南理工大学河南省地下工程及灾变防控重点实验室
河南理工大学土木工程学院
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出处
《煤炭技术》
CAS
2024年第1期34-39,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(51834001)。
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文摘
为了改善硫铝酸盐水泥注浆材料(HSAC)的注浆效果,降低硼砂对HSAC强度产生的不利影响,测试和分析了单掺和复掺硼砂与柠檬酸钠的HSAC浆体凝结时间、流动度、强度以及微观结构。结果表明:单掺硼砂的缓凝效果显著,但会对HSAC强度产生不利影响。掺入适量的柠檬酸钠可以有效挽回硼砂导致的HSAC强度损失,且对浆体的流动度与凝结时间无不利影响。其中,硼砂掺量为0.15%时,复掺柠檬酸钠对HSAC强度的提升效果最明显;通过对水泥水化后期结石体中钙矾石(AFt)生成量的测定,发现硼砂掺量一定时,复掺适量的柠檬酸钠能够促进AFt的生成,减少六方板状的Ca(OH)2(CH)生成量,有效减缓HSAC水化速度,从而改善其工作性能。
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关键词
柠檬酸钠
硼砂
凝结时间
硫铝酸盐水泥
强度
注浆材料
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Keywords
sodium citrate
borax
setting time
sulphoaluminate cement
strength
grouting material
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分类号
TD353
[矿业工程—矿井建设]
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题名软岩巷道全断面锚注支护技术应力分布特征研究
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作者
赵磊
杨志
陈新明
孙天恩
张留杰
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机构
平顶山天安煤业股份有限公司
河南理工大学河南省地下工程及灾变防控重点实验室
河南理工大学土木工程学院
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出处
《煤炭技术》
CAS
2024年第10期53-58,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(51834001,52104129)
河南理工大学安全学科双一流创建(AQ202300401)。
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文摘
针对软岩巷道分析其失稳变形破坏过程,提出全断面锚注支护技术,采用数值模拟方法研究赵固一矿在原支护方案和全断面锚注支护方案下的塑性区分布及垂直应力情况。结果表明:在原支护方案下,底板塑性区破坏深达4 m,两帮处的集中应力分布明显,最大集中应力系数为1.48。当采用全断面锚注支护方案后,巷道围岩形成统一整体,底板塑性区范围减小至1 m以内,两帮处的集中应力基本消失。结合现场监测发现,顶板离层在支护后期基本趋于稳定,巷道日均表面变形量约为2 mm/d,巷道围岩状态整体稳定,支护效果明显。
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关键词
软岩巷道
全断面锚注支护
数值模拟
塑性区
现场监测
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Keywords
soft rock roadway
full section anchor grouting support
numerical simulation
plastic zone
on site monitoring
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分类号
TD322
[矿业工程—矿井建设]
TD353
[矿业工程—矿井建设]
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