渗流条件下地下水含盐量对基坑坑底冻结温度场影响的数值模拟 被引量：1

1

作者 任继勋 佳琳 +3 位作者 阳建新 胡俊 林小淇 曾东灵 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第1期151-158,166,共9页

地下水含盐量不同会影响土体的热力学性质,探究渗流条件下地下水含盐量对基坑坑底冻结温度场的影响,可为市政地下工程、矿井工程、海底隧道建设等提供科学依据。运用COMSOL水热耦合模块对含盐量不同的地下水基坑坑底冻结温度场发展规律... 地下水含盐量不同会影响土体的热力学性质,探究渗流条件下地下水含盐量对基坑坑底冻结温度场的影响,可为市政地下工程、矿井工程、海底隧道建设等提供科学依据。运用COMSOL水热耦合模块对含盐量不同的地下水基坑坑底冻结温度场发展规律进行研究,通过对比冻结壁的厚度和路径分析得到渗流条件下地下水含盐量对基坑坑底冻结温度场的影响规律。研究结果表明:当地下水含盐量>3%时,渗流对基坑坑底冻结帷幕的形成影响较大,相较于上游,下游区域受到的影响更明显;随着地下水含盐量的增加,积极冻结40 d后冻结帷幕温度逐渐升高,降温速率逐渐减慢,形成的冻结帷幕厚度也逐渐变薄,含盐量越高,冻结效果越差,降温速率越慢。 展开更多

关键词 基坑坑底冻结 水热耦合 渗流场 含盐量 数值模拟

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基于可靠性分析的基坑土钉支护稳定性 被引量：13

2

作者 罗晓辉 李再光 何立红 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期480-484,共5页

土钉支护结构的稳定性取决于土钉与土体结构的相互作用过程。其相互作用过程的特征,一方面是具体包含了众多影响因素,如土体性质、土钉倾角、长度、支护深度等;另一不可忽略的重要方面是各种影响因素在具体开挖设计中的组合方式及其理... 土钉支护结构的稳定性取决于土钉与土体结构的相互作用过程。其相互作用过程的特征,一方面是具体包含了众多影响因素,如土体性质、土钉倾角、长度、支护深度等;另一不可忽略的重要方面是各种影响因素在具体开挖设计中的组合方式及其理论分析模型。因此,在理论分析模型方面,应用Sarma所提出的扰动力概念与条分法相结合,建立了考虑条间作用力影响的土钉支护结构稳定分析极限状态方程;在开挖支护设计方面,运用可靠度理论分析了各项设计参数(随机变量)及其组合方式对安全系数与可靠度影响的敏感性,以及安全系数与可靠度的相互关系。结合工程实例展示了理论分析模型的构成及其分析应用。 展开更多

关键词 土钉支护结构 极限状态 安全系数 可靠性指标

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砂卵石地层联络通道温度场发展规律及敏感性分析 被引量：5

3

作者 李珂 胡俊 +6 位作者 林小淇 周文 曾晖 曾东灵 王志鑫 黄兴强 佳琳 《森林工程》 北大核心 2023年第1期174-186,共13页

为探究地铁联络通道在砂卵石地层中冻结加固进程的温度场发展规律以及不同因素对其冻结效果的影响,结合呼和浩特市地铁某联络通道冻结工程,运用ADINA有限元软件研究其三维冻结壁温度场演变规律,并与实测数据进行对比以验证数值计算的准... 为探究地铁联络通道在砂卵石地层中冻结加固进程的温度场发展规律以及不同因素对其冻结效果的影响,结合呼和浩特市地铁某联络通道冻结工程,运用ADINA有限元软件研究其三维冻结壁温度场演变规律,并与实测数据进行对比以验证数值计算的准确性。仿真结果表明,当冻结管呈放射状排列时,特别是对于不同的Y剖面,冷冻管密度引起的冻结效果差异较大;冻结壁交圈时间是冻胀变形快速增长的关键时间点,冻结效果最好的X=-3.1 m断面相关冻结参数满足后续开挖施工要求的最早时间为积极冻结18 d左右;通过模拟冻土幕的发育过程,可以提前发现冻结施工中的薄弱环节,并分析不同因素对冻结温度场的影响规律,其中土体的导热系数与不同的盐水降温方案对最终形成的冻结壁有效厚度有较大的直接影响,为类似地质条件的轨道交通建设提供了参考。 展开更多

关键词 地铁联络通道 冻结法施工 隧道工程 仿真模拟 温度场

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尾矿坝地震反应的拟静力稳定分析 被引量：18

4

作者 李再光 罗晓辉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1138-1142,共5页

《水工建筑物抗震设计规范》[1]所建议的拟静力分析属于毕肖普总应力分析方法,由于没有考虑静态与动态条间孔隙水压力的影响,计算结果偏于不安全。根据渗流场的分析结果得到静态孔隙水压力分布,依据动力液化分析确定动态孔隙水压力增量... 《水工建筑物抗震设计规范》[1]所建议的拟静力分析属于毕肖普总应力分析方法,由于没有考虑静态与动态条间孔隙水压力的影响,计算结果偏于不安全。根据渗流场的分析结果得到静态孔隙水压力分布,依据动力液化分析确定动态孔隙水压力增量,并应用于条间水压力分析之中,提出了拟静力分析的改进有效应力分析方法,应用于某一尾矿坝动力稳定分析中得到了较为满意的计算结果。 展开更多

关键词 拟静力分析 条间孔隙水压力 尾矿坝 稳定安全系数.

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新型管幕冻结法温度场影响参数分析 被引量：10

5

作者 吴雨薇 李春芳 +2 位作者 胡俊 王志鑫 汪树成 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期155-161,共7页

新型管幕冻结法中冻结管周围温度场的发展状况是这一工法施工的技术重点,为研究这一工法中温度场的发展变化规律,在模型中选取2条路径,并在路径上布设分析点,通过分析土体导热系数、容积热容量、相变潜热、原始地温这4个因素对温度场发... 新型管幕冻结法中冻结管周围温度场的发展状况是这一工法施工的技术重点,为研究这一工法中温度场的发展变化规律,在模型中选取2条路径,并在路径上布设分析点,通过分析土体导热系数、容积热容量、相变潜热、原始地温这4个因素对温度场发展规律的影响,形成如下结论:与港珠澳拱北隧道管幕冻结法相比,新型管幕冻结法支护形式更加灵活多样,受地形制约更小;土体导热系数对温度场有显著的影响,导热系数越大,温度下降越快,且幅度越大;容积热容量对温度场的影响效果较大,容积热容量越小,温度下降越快,且幅度越大;土体相变潜热对温度场变化几乎没有影响;原始地温越低,达到相同温度所需要的冻结时间越短。所得结果可供今后类似工程参考。 展开更多

关键词 新型管幕冻结法 温度场 影响参数 数值分析

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新型管幕冻结法在河堤防渗加固中的温度场分析 被引量：5

6

作者 周禹暄 胡俊 +3 位作者 熊辉 任军昊 占健健 王志鑫 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期110-117,共8页

为了探究新型管幕冻结法是否能够对河堤进行有效的防渗加固,利用有限元软件基于温度场对新型管幕冻结法在防渗固堤中的应用展开研究,设置4条分析路径,对冻土帷幕的基本情况和各路径的冻结效果特征进行分析。结果表明:冻土帷幕自冻结管... 为了探究新型管幕冻结法是否能够对河堤进行有效的防渗加固,利用有限元软件基于温度场对新型管幕冻结法在防渗固堤中的应用展开研究,设置4条分析路径,对冻土帷幕的基本情况和各路径的冻结效果特征进行分析。结果表明:冻土帷幕自冻结管处形成后向周围蔓延,从第8天起,0.5 m深度上侧的冻土帷幕发展开始“加速”,相较于另一侧冻土帷幕,其发展更快、强度更高、冻结更密实。冻结完成后,0.5 m深度上侧冻土帷幕均匀密实,坡面上温度最低可降至-25.34℃,各观测点温度均在-24℃以下,最终冻结温度和降温速率均呈现出“M”形特征;堤面最快可在第11天开始冻结,在第14天冻土覆盖整个堤面,土体最终冻结温度与深度之间呈指数函数关系。管幕钢管边界冻结差异较大,最高温点与最低温点温度分别为-24.94℃和-2.89℃,相差约22℃,冻土帷幕最小厚度约0.78 m。所得结果可为将来的相关实际工程提供参考依据。 展开更多

关键词 新型管幕 人工冻结 河堤 防渗加固 温度场 路径分析

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水下清淤人工冻结板温度场数值分析 被引量：5

7

作者 吴雨薇 胡俊 +2 位作者 王志鑫 曾东灵 汪树成 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期168-176,共9页

为研究水下清淤人工冻结板温度场的发展规律以及冻土帷幕形成的过程,通过有限元分析软件,采用单因素分析法进行数值分析,研究了水下人工冻结板在几何及物理环境变化条件下的冻结规律。结果表明:冻结板不同几何尺寸与清淤深度的相关性较... 为研究水下清淤人工冻结板温度场的发展规律以及冻土帷幕形成的过程,通过有限元分析软件,采用单因素分析法进行数值分析,研究了水下人工冻结板在几何及物理环境变化条件下的冻结规律。结果表明:冻结板不同几何尺寸与清淤深度的相关性较弱,调整冻结板的几何尺寸仅能改变清淤面积;对清淤环境来说,土层的导热系数越大,比热容越小,原始地温越低,其降温速度越快,清淤越高效;砂土的冻结效果要明显优于黏土;相变潜热对土体降温的影响十分有限;盐水降温计划中最低温度对清淤深度有较大影响,在–50℃以前,冻土帷幕发展较快,每降低10℃冻土帷幕的发展厚度增加约0.4 m,而在–50℃以后冻土帷幕的发展较慢,每降低10℃冻土帷幕厚度的发展仅约为0.05m。因此,在工程实际中,冻结初期通过调节盐水降温计划可以较好的实现冻结效果;建议盐水降温计划最低温度设置为–50℃,此时可以得到的有效清淤深度约1.5m。研究结果可为今后的相关实际工程提供参考依据。 展开更多

关键词 水下冻结板 人工冻结 温度场 数值模拟

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盾构对接半圆环形冻结加固结构温度场数值优化分析 被引量：3

8

作者 任军昊 胡俊 +4 位作者 周禹暄 熊辉 林小淇 李珂 王志鑫 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期161-168,共8页

盾构对接施工冻结法加固,确立最佳的冻结方案、掌握冻土的帷幕情况及工程中温度场的发展规律等是需要迫切解决的关键问题。本研究运用有限元软件对盾构隧道对接半圆环形冻结加固结构进行温度场发展规律分析,将数值计算结果与圆形刀盘冻... 盾构对接施工冻结法加固,确立最佳的冻结方案、掌握冻土的帷幕情况及工程中温度场的发展规律等是需要迫切解决的关键问题。本研究运用有限元软件对盾构隧道对接半圆环形冻结加固结构进行温度场发展规律分析,将数值计算结果与圆形刀盘冻结加固结构进行对比,通过改变冻结管数量(圆心角度数)来优化冻结设计,对比确定最优冻结方案。结果表明:在冻结9 d时,-1℃等温线开始交圈,在冻结15 d时,-1℃等温线基本完成交圈并形成圆环形的冻土帷幕,在冻结40 d时,冻土帷幕厚度达到2.3 m;在冻结13 d时,-10℃等温线开始交圈,在冻结28 d时,-10℃等温线基本完成交圈并形成圆环形的冻土帷幕,在冻结40 d时,冻土帷幕厚度达到1.2 m。从最终冻结效果以及温度随时间变化历程可以看出,离冻结管越近,受盐水降温影响越大,冻结效果越好;采用半圆环形冻结加固效果优于圆形刀盘冻结加固;原方案偏于保守,可适当减少冻结管数量(增加圆心角度数),优化分析出最优冻结方案,建议今后类似工程设计采用方案1,即圆心角8°或45根冻结管。 展开更多

关键词 盾构对接 半圆环形冻结管 冻结法 温度场 数值模拟 优化分析

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盾尾刷更换时环形冻结加固结构温度场数值分析 被引量：4

9

作者 陈璐 胡俊 +3 位作者 高林 王志鑫 曾东灵 吴雨薇 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第4期1593-1600,共8页

盾构法修建城市地铁隧道时,盾尾刷更换过程中的防渗漏问题一直是盾构隧道施工的关注重点。针对传统冻结加固保护盾尾刷方法的弊端,提出了使用环形冻结管加固止水保护盾尾刷更换的施工方法,通过有限元软件建模,分析比较布置1根环形冻结管... 盾构法修建城市地铁隧道时,盾尾刷更换过程中的防渗漏问题一直是盾构隧道施工的关注重点。针对传统冻结加固保护盾尾刷方法的弊端,提出了使用环形冻结管加固止水保护盾尾刷更换的施工方法,通过有限元软件建模,分析比较布置1根环形冻结管和2根环形冻结管的冻结效果,从而确定出最佳冻结方案。结果表明:布设1~2根环形冻结管方案下数值计算结果均满足冻结加固范围和设计要求;为提高封水性与安全性及增大冻结加固止水范围,延长积极冻结时间不如增加环形冻结管的根数,且适当增加环形冻结管的间距有利于增强冻结效果;增加环形冻结管的根数可极大地提高盾尾处的冻结效果且有很高的安全系数富裕,分析结果可为相关施工工程提供一定的参考依据。 展开更多

关键词 盾尾刷更换 环形冻结 冻结法 温度场 数值模拟

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圆形冻结板加固盾构隧道端头温度场数值分析 被引量：3

10

作者 熊辉 胡俊 +2 位作者 周禹暄 任军昊 王志鑫 《森林工程》 北大核心 2021年第6期109-117,共9页

盾构隧道端头的加固有多种方式,为施工现场合理选择盾构隧道端头加固方式,本文对圆形冻结板冻结加固盾构隧道端头的规律进行研究,运用有限元软件分析盾构隧道端头圆形冻结板冻结加固温度场的发展规律,与正方形冻结板冻结加固进行对比,... 盾构隧道端头的加固有多种方式,为施工现场合理选择盾构隧道端头加固方式,本文对圆形冻结板冻结加固盾构隧道端头的规律进行研究,运用有限元软件分析盾构隧道端头圆形冻结板冻结加固温度场的发展规律,与正方形冻结板冻结加固进行对比,并对圆形冻结板进行敏感性分析。结果表明:①圆形冻结板比正方形冻结板更有利于盾构隧道端头的土体加固;②距离冻结板越近,降温速度越快,冻结时间相应缩短,冻结效果显著;③导热系数越大,降温速度越快,冻结范围更广,越有利于冻结;④比热越大,降温速率越缓慢,冻结时间加长,不利于冻结;⑤改变土体相变潜热不能改变冻土帷幕的冻结效果。本研究所得分析结果可为今后实际施工提供参考依据。 展开更多

关键词 垂直冻结板 端头加固 人工冻结 数值分析 敏感性分析

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盾构隧道端头箱型冻结壁温度场演变数值优化分析 被引量：1

11

作者 林小淇 胡俊 +2 位作者 周禹暄 李珂 曾东灵 《森林工程》 北大核心 2021年第5期118-126,共9页

为合理选择施工现场盾构隧道端头加固方式,本文针对盾构隧道端头箱型冻结这种新型加固方式,运用有限元软件分析箱型冻结壁加固结构温度场发展规律,并对其进行优化设计。研究表明:冻结40 d时可形成一个完整的箱型冻土帷幕,其冻结壁厚度... 为合理选择施工现场盾构隧道端头加固方式,本文针对盾构隧道端头箱型冻结这种新型加固方式,运用有限元软件分析箱型冻结壁加固结构温度场发展规律,并对其进行优化设计。研究表明:冻结40 d时可形成一个完整的箱型冻土帷幕,其冻结壁厚度最大约为2.12 m,平均温度在-10℃以下,平均厚度大于1.6 m,该工法可行。通过增加冻结管间距来减少冻结管的数量,优化对比3个冻结方案得出:冻结管间距在1.0 m变化范围内,冻结壁形成效果与原模型相似,冻结管间距为1.0 m时所用的冻结管数量较少,更具经济性,故冻结管间距1.0 m为最佳方案。通过分析冻结管间距和冻结40 d冻结壁厚度的关系,得出两者的变化呈线性相关。 展开更多

关键词 箱型冻结壁 端头加固 冻结法 温度场 优化分析 数值模拟

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基于温度场分析的新型水下清淤装置数值研究

12

作者 吴雨薇 刘文博 +2 位作者 胡俊 王志鑫 曾东灵 《水利水电技术》 北大核心 2019年第11期103-109,共7页

为了解新型水下清淤取样冻结装置在施工过程中的温度场发展变化规律,以及最终冻结效果的可靠性,采用有限元分析软件建立温度场数值模型,模拟水下清淤装置在冻结过程中的温度场发展动态变化过程,得到最终数值计算的温度场云图及等温线图... 为了解新型水下清淤取样冻结装置在施工过程中的温度场发展变化规律,以及最终冻结效果的可靠性,采用有限元分析软件建立温度场数值模型,模拟水下清淤装置在冻结过程中的温度场发展动态变化过程,得到最终数值计算的温度场云图及等温线图。主要得到以下结论:积极冻结10d可使-1℃等温线基本完成交圈,积极冻结20d可使-10℃等温线完成交圈,此后冻土帷幕的发展速度减缓,冻土区域趋于平滑。通过分析设置在冻结装置上的5条观测路径及测温点,得到结论如下:积极冻结30d后即可达到清淤所需强度,此时,各路径上的观测点温度均已达到-10℃以下,可以保证冻结效果的可靠性。清淤装置的冻结管排布方式对温度场发展会有较大的影响,顶部冻结板会影响温度场垂直方向的发展,其影响范围约为1.5m。以上研究结果有助于对日后的工程实践提供相应的指导和帮助。 展开更多

关键词 水下清淤打捞装置 温度场 数值模拟 人工冻结

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现浇大直径基坑支护能量蓄水管桩能量交换系统研究

13

作者 胡庄 胡俊 +4 位作者 汪磊 夏京 王志鑫 曾东灵 佳琳 《森林工程》 北大核心 2022年第5期169-178,共10页

为提高资源利用效率、响应绿色建筑发展方向,本文对现浇大直径基坑支护能量蓄水管桩的能量交换系统进行研究。结合工程实例进行可利用冷热量计算,运用有限元软件数值建模分析加冰和不加冰情况下能量交换系统周围土体温度场发展规律。结... 为提高资源利用效率、响应绿色建筑发展方向,本文对现浇大直径基坑支护能量蓄水管桩的能量交换系统进行研究。结合工程实例进行可利用冷热量计算,运用有限元软件数值建模分析加冰和不加冰情况下能量交换系统周围土体温度场发展规律。结果表明,管桩自下而上对周围土体温度影响范围逐渐增大且分为2个部分,上半部分管桩温度荷载高于原始地温,管桩对地温释放热量,下半部分管桩温度荷载低于原始地温,管桩吸收热量,释放冷量;加冰与不加冰情况下7 h内管桩对土体的影响范围在桩周围1 m以内;无论是加冰还是不加冰的情况下其桩身温度均保持在16~36℃,对桩身钢筋混凝土结构无影响;不同导热系数和比热对于土体温度变化几乎无影响,由于温度荷载所加时间较短,对土体温度变化影响尚未体现出来;原始地温变化对该温度场有显著的影响。综上,桩身温度小幅度变化对自身钢筋混凝土结构无影响,对其周围土体影响可忽略不计,实际应用中需注意防止桩身温度变化幅度过大造成不良影响。 展开更多

关键词 地温交换 基坑支护 数值模拟 海绵城市 大直径管桩

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