富水软弱层联络通道冻结温度场研究

• 作者: 朱现磊
• 来源期刊: 矿业科学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 富水软弱层 人工冻结法 数值模拟 模型试验 温度场
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 页码范围: 393-400
• 页数: 8页
• 分类号: TU443
• 字数: 4037字
• 语种: 中文

摘要

以某富水软弱地层地铁联络通道冻结工程为研究背景,采用室内三维模型试验、ANSYS有限元数值分析及解析求解相结合的方法,研究了联络通道冻结工程中的土体温度场演化规律.室内三维模型试验研究结果表明,冻结试验开始后12 h达到预设温度-25℃,19 h后土体冻结帷幕形成,可得现场的积极冻结时间为50 d,维护冻结时间为29 d;土体冻结过程中,温度变化大致分两个阶段,第一阶段土体温度呈线性快速下降至0℃,第二阶段土体相变放热后,温度继续下降,最低温度为-15.2℃ ～-16.8℃,整个过程土体降温速度呈现先快后慢态势;在冻土融化阶段,土体温度随时间逐渐升高至室温,整个融化过程所需时间为冻结时间的3～4倍.有限元数值分析结果表明,在联络通道开挖后,冻结管圈内冻结壁平均温度有显著升高,而冻结管圈外冻结壁温度受影响较小.推导得到了双管冻结温度场解析解.