地铁隧道水平冻结法施工冻结壁温度场影响参数分析

以地铁隧道水平冻结法施工中最常见的粉质粘土为例,应用大型数值分析软件ANSYS系统研究冻结管直径、冻结管间距、盐水温度、土层含水量4大因素对冻结法施工中温度场的影响,提出各因素对冻结壁厚度和冻结时间的灵敏度公式;在各影响因素下通过灵敏度对比分析,得出各因素对冻结壁厚度灵敏度影响规律,该影响规律由大到小依次为:盐水温度、冻结管间距、冻结管直径、土层含水量.     

特大基坑工程冻结法施工力学数值模拟

某跨江大桥北锚碇圆柱形基坑工程规模为迄今中国最大的,直径65 m,深47 m.开挖初步设计方案之一为地层冻结帷幕法.在已有工作的基础上对冻结法施工力学进行了三维非线性大变形有限元模拟,介绍了模拟方法和结果.采用了"预应力方法"、"生死单元方法"计算了基坑冻结开挖和衬砌的分步应力场和变形场.弹塑性有限元模拟和及其分析表明,某大桥北锚碇特大基坑工程冻结法施工开挖的初步设计方案是可行的.冻结壁厚度5.5 m、平均温度-12℃、砼衬砌厚度2 m、短段开挖步长高度2～3 m等主要设计参数能满足基坑工程安全稳定和变形控制要求.     

有限变形理论的深厚冲积层冻结壁变形特性分析

冻结壁的变形及其影响因素是冻结凿井工程,特别是深厚冲积层冻结法凿井工程中急需研究解决的技术课题。基于有限变形理论,利用冻土有限变形本构关系及其蠕变参数,对深厚冲积层(超过400m)冻结壁进行了有限元分析,表明冻结壁井帮径向位移在段高内的分布是不均匀的,一般是上下小、中间大,并且冻结壁内部径向位移比井帮径向位移小;得出了冻结壁井帮的最大径向位移与冻结壁厚度、冲积层厚度、开挖段高、开挖段井帮暴露时间和井筒开挖半径关系表达式,并得到了现场实测验证。     

淮南矿区典型冻土的力学特性试验研究

对淮南矿区3种典型人工冻结粘土力学特性的研究表明：钙质粘土力学性能最差；冻结粘土的单轴强度、变形模量和蠕变强度均随温度降低而增加，特别是当冻土温度低于-10℃时，冻结粘土强度随温度降低而剧烈增加，但温度的变化对泊松比影响较小，蠕变状态方程可用形如ε=A(T)σ^Bt^C的幂函数表示；在没有补给水源的情况下，其冻胀力可达0．8MPa，冻胀率小于5％，深层粘土的冻胀性小于浅层粘土。     

淮南矿区典型冻土的力学特性试验研究

对淮南矿区3种典型人工冻结粘土力学特性的研究表明:钙质粘土力学性能最差;冻结粘土的单轴强度、变形模量和蠕变强度均随温度降低而增加,特别是当冻土温度低于-10℃时,冻结粘土强度随温度降低而剧烈增加,但温度的变化对泊松比影响较小,蠕变状态方程可用形如ε=A(T)σBtC的幂函数表示;在没有补给水源的情况下,其冻胀力可达0.8MPa,冻胀率小于5%,深层粘土的冻胀性小于浅层粘土。     

深厚冲积层千米立井冻结壁位移规律数值分析

以深厚冲积层千米深立井10组不同层位冻结壁段为计算模型,利用FLAC数值分析得到考虑冻结壁厚度、冲积层深度、开挖段高、井帮暴露时间和井筒开挖半径等因素在内的冻结壁井帮最大径向位移的50组数据。对数据进行回归分析,得到冻结壁井帮最大径向位移计算公式,比较结果表明公式计算值与实测值吻合。     

土钉墙在合肥栢景湾大厦深基坑支护中的应用

一、工程概况和场地条件1、工程概况合肥景湾大厦主楼18层,裙房4层,地下室一层,建筑面积40000m2,框架结构。基础为大直径人工挖孔桩,桩径分别为Ф1000mm、Ф1200mm、Ф1600mm、Ф1800mm、Ф2000mm、Ф2200mm。基坑深度一般为6.7m,最大为7.5m。2、周边环境条件该建筑地处合肥市濉溪路与可苑路交叉口的西南角景湾小区内,北侧紧邻北一环濉溪路,距人行道约1.5m。基坑周边各种地下管线密布:北侧3m为Ф300mm城市供水管、4.5m为Ф400mm低压煤气管;西侧0.5m为Ф400mm小区污水管(埋深3.5m)、1.5m为小区强电缆(埋深1.5m);东侧0.5m为Ф300mm小区供水管(…     

对深井冻结凿井中水文孔不溢水问题的分析

通过工程实例,对目前深井冻结工程中的水文孔不溢水原因进行了较详细的分析,提出了应该从水文孔报道层位的设计、水文孔的结构、冻结管的偏斜控制、钻孔的施工质量控制、地下水流速度控制和根据不同工程和地质条件对水文孔溢水时间的预测以及加强冻结信息化监测和分析等方面采取措施,来保证水文孔的正常溢水和冻结井筒按时开挖。     

人工水平冻结地表融沉规律的数值分析

人工水平冻结法施工中解冻融缩与地表移动问题是其首要的环境岩土工程问题,预测和控制融沉量是冻结法能否成功实施的关键因素.通过系统数值试验研究各冻结设计参数对人工水平冻结地表融沉的影响规律.研究表明:地表最大融沉位移随冻结壁厚度、隧道半径、融沉系数的增大而增大,随隧道埋深的增大而减小,各参数对人工冻结引起地表融沉的影响效果由大到小排序依次是土体融沉系数、冻结壁厚度、隧道半径、隧道埋深.根据数值模拟结果,建议在实际工程中,采用强制解冻,跟踪注浆;减少冻结时间即减少冻结壁厚度;以降低土体中的初始含水量即减小融沉系数等措施来减小融沉及其对周围环境的影响.     

冻结壁位移对冻结管断裂的影响

采用现场实测与数值模拟相结合的综合研究方法，对深部厚粘土层冻结凿井时冻结壁的位移和底鼓在时间上和空间上进行了全域性的研究，从而找出了冻结管断裂的主要原因。     

土壤冻结温度测定试验研究

在研究越冬期土壤的水热耦合运移规律时，通常需要同步测定土壤冻结深度，为了分析冻融期土壤剖面的冻结情况，我们在室内对3种土质的土壤进行了土壤冰点测试实验，测定了土壤冻结的时间过程及不同含水率、含盐量条件下的3种土质的冻结温度(冰点)。分析了土壤冻结温度随土壤含水量及含盐量的变化规律，为确定试验区越冬期土壤冻融状况提供了依据。     

东北地区季节性冻土对监测点稳定性的影响

为定量把握冻土对沉降监测网点的稳定性影响,降低测点施工成本,在东北地区通过实际项目数据研究分析监测点稳定性受季节性冻土的影响情况.结果 表明12月-次年2月期间,随着温度逐渐降低至0℃以下,冻土深度加深,监测点沉降量逐渐增大,2月-3月冻土深度达到最深,监测点累计沉降量最大达到1 cm.温度对冻土深度的形成有较大影响,...     

冻土爆破作用与特性分析

从理论上分析了冻土的爆破作用,爆腔周围依次形成四个区：流体区、破裂区、弹塑性变形区、弹性区。根据相似理论和利文斯顿爆破漏斗理论进行了冻结粘土、砂土不同温度下的爆破漏斗试验,对爆破漏斗几何参数、块度、漏斗形式及扩腔进行了分析,并进行了最佳药量及最佳深度的计算。得出结论对冻土爆破设计有一定的参考价值     

季节性冰冻地区公路路基冻胀融沉过程规律研究

为准确掌握路基结构温度场的分布特点和冻胀融沉过程的变化规律,以季节性冰冻地区典型道路结构路基温度场和变形量的跟踪观测数据为基础,开展了季节性冰冻地区路基温度场分布与冻胀融沉变形量,以及冻结深度三者的规律研究。研究显示:路基温度场分布特性以年为周期呈余弦规律变化,不同深度路基温度变化存在滞后性;根据路基冻结深度变化规律,可将冻结过程划分为四个阶段。在此基础上,基于观测数据,冻胀量和冻结深度分别与地表负积温呈显著正相关,可通过监测冻结深度的变化得到冻胀变形量,降低监测成本及实测难度。     

崇左岩溶峰林区岩溶发育特征及对钻孔涌水量的影响

【目的】研究崇左岩溶峰林区岩溶发育规律及对钻孔涌水量的影响,深化对崇左岩溶峰林区岩溶水文地质条件的认识,更好地指导今后在该地区开展地下水资源开发利用。【方法】通过对崇左岩溶峰林区128个钻孔的深度、涌水量、岩溶发育特征等指标进行统计分析,总结该区岩溶发育规律及影响因素,并研究其对钻孔涌水量的控制作用。【结果】研究区最小钻井深50.02m,最大井深121.80m,平均深度为94.04m。成井86口,成井率为67.18%,有68.53%的钻井涌水量分布于100～400 m~3/d。钻孔遇洞率为75.78%,平均线岩溶率为5.01%。在0～100m内均有溶洞发育,100m以下未见溶洞发育。0～60m深度段岩溶较发育,溶洞高度为441.57m,占总高度的80.41%,线岩溶率(5.42%～12.91%)大于平均线岩溶率;但0～40m深度段内溶洞全部或部分被充填,供水意义不大,而在40～60m深度段溶洞填充率小。【结论】在该地区通过机井解决缺水问题的条件比较有利,机井井深不超过100m为宜;40～60m深度段是本区主要出水段。由于钻孔均部署在地下水的补给区,或位于岩溶发育相对较弱的地区,钻孔中溶洞主要以小型溶洞(小于等于2m)为主,大型溶洞(大于2m)较少。这种水文地质条件和溶洞发育特征,导致研究区大部分钻孔(68.53%)的涌水量分布于100～400m~3/d。     

冻土隧道的保温隔热层参数设计新方法

目前几乎所有冻土隧道设计都会采用保温隔热层避免冻融作用发生,但是在保温隔热层的参数选取时,保温隔热效果是主要考虑的因素,而对其成本考虑较少。为了使保温隔热层既能防止冻融作用的破坏,又能节约成本,以优化理论为基础,结合扩展内点罚函数及冻土隧道特点,建立了保温隔热层的数学优化模型,期望该模型能够达到此目的。以大坂山K0+785断面和风火山隧道K0+835断面为例,验证了该数学模型不仅能用于季节性冻土隧道,而且也能用于多年冻土隧道。优化结果不但能够防止冻害发生,而且还能产生较大的经济效益。由此可见该数学优化模型及求解方法可以为冻土隧道工程中的保温隔热层参数的合理选取提供指导。     

季节性冻土区黏土冻结深度预测

合理确定冻结深度是季节性冻土区防冻设计的关键,为研究季节性冻土区黏土的冻结深度,统计了中国部分季节性冻土地区气温,获得了这些地区的气温特征,以此确定了室内试验的温度边界条件,开展了10％、20％、30％3种不同质量含水量的单向冻融循环试验.研究结果表明,10％、20％、30％3个试样的最大冻结深度分别为28、15、12cm;鲁基扬诺夫公式预测值较Stephan公式、《建筑地基基础设计规范》公式、《冻土地区建筑地基基础设计规范》与《冻土工程地质勘察规范》公式的预测值更准确;利用未冻水体积含水率修正了《冻土地区建筑地基基础设计规范》的冻结深度计算值,其误差在6％之内,因而建议在季节性冻土区的黏土地区用该修正公式计算设计冻结深度.     

基于指数积分函数的人工冻土温度场解析研究

人工冻土温度场是与空间和时间相关的且含有相变的瞬态温度场.将指数积分函数作为人工冻土瞬态温度场的解析形式,通过指数积分函数的近似级数表达式和工程应用,说明瞬态冻土温度分布的近似解析解是可行的,且分别在时间和空间上服从对数规律分布.从冻结相变过程中,得出了冻土帷幕扩展厚度、速度与冻结时间关系的理论表达式,为冻结工程分析冻土温度分布、冻结帷幕的厚度、强度及冻结时间提供了一条新的途径.     

深井冻结壁粘弹塑性力学分析

通过大量的冻结粘土单轴蠕变试验,获得了单轴应力状态下的蠕变曲线及其参数.根据材料在弹性条件下单轴和三轴条件下的应力强度和应变强度关系,建立了三向应力状态下冻土的蠕变本构方程;分析了粘弹塑性冻结壁应力状态及塑性区的扩展规律,推导了不同区域冻结壁应力场和位移场的计算公式,探讨了防止冻结管断裂的措施.