冻结法施工软土深基坑的可行性研究

本文从研究淤泥质粘土冻结后的力学性能以及冻土墙稳定性模型试验入手,探讨冻结法在软土深基坑施工中应用的可行性.研究结果表明:在一定条件下,利用冻土墙进行深基坑维护是可行的.     

冻土挡墙稳定性的模型试验研究

为把冻结法引进深基坑支护工程，进行了冻土挡墙稳定性的模型试验研究。本文详细地介绍了冻土墙的变形与其几何尺寸、平均温度、侧向压力及荷载作用时间的关系；给出了冻土墙变形计算公式。试验结果表明，在一定条件下用冻土墙进行深基坑支护是可行的     

人工冻结技术用于软土深基坑的可行性分析

通过对淤泥质粘土冻结后的力学、变形性能以及冻土墙的稳定性的阐述,并对冻结法施工软土深基坑在经济、技术方面的可行性进行了分析.研究结果表明,淤泥质粘土冻结后具有一定的强度,利用冻土墙维护软土深基坑在经济、技术上都是可行的.     

人工冻结技术用于深基坑支护中的设计计算

针对一些含淤泥或者流砂等复杂地形的深基坑支护问题，介绍了人工冻结技术这一支护手段，并给出了冻土墙厚度和嵌固深度的设计计算方法以及如何进行冻土墙稳定性验算，为今后人工冻结技术在深基坑支护中的推广应用提供了依据。     

深基坑中冻土墙与内衬相互作用的数值模拟研究

针对应用冻结工法维护大型深基坑工程中冻土墙与内衬相互作用规律的研究难题，利用有限元数值模拟技术。分别建立弹塑性和蠕变模型来模拟基坑开挖卸载瞬时以及段高暴露后的冻土墙和内衬结构相互作用的规律。不考虑冻土蠕变特性的弹塑性模型的计算表明，开挖卸载后应力释放是冻土墙瞬时变形的主要因素。此时冻土墙位移分布同开挖段高关系不是十分明显。二者相互作用主要表现为内衬结构对冻土墙变形的约束作用；而开挖段高暴露后冻土蠕变是产生冻土墙后续变形的重要原因，此时冻土墙的位移和受力同开挖段高、暴露时间等施工工艺密切相关。在实际工程中，必须考虑冻土蠕变特性，优化施工工艺，实行小段高快速掘进，以控制蠕变位移的增长，减小冻土墙和内衬结构的受力。     

平面冻土墙围护深基坑的时空效应数值模拟

对深基坑平面冻土墙围护结构及周围地层的应力和位移进行了三维有限元数值模拟，其中冻土墙为符合Mlses屈服准则的非均质粘弹塑性介质，地层为符合Drucker-Prager屈服准则的弹塑性介质，同时考虑了基坑分步开挖及时间的影响。分析了冻土墙厚度、深基坑跨度及冻结盐水温度与基坑稳定性的关系并得到了回归关系式。最后，采用本程序对一试验模型进行了计算，其结果令人满意。     

深基坑排桩冻结温度场的数值模拟

为了研究基坑冻结排桩温度场的分布规律,基于传热学理论建立了基坑周围土体的热扩散数学模型,结合边界条件采用MATLAB对其进行了数值求解,获得了其温度场分布。研究结果表明:冻结墙的形成始于中间的冻结孔,而后冻结向两侧冻结孔周围扩展。在冻结孔间土体冻结圈形成的过程中,已冻结墙体周围的温度变化不大。当冻结孔之间的土体冻结完毕,冻土墙初步形成以后,低温开始向冻土墙的两侧蔓延,表现为冻土墙的厚度增加。在基坑的转角处的外侧冻结厚度最小,最大冻结厚度位于冻结墙的中部,而最大负温区出现在冻结墙转角的内侧。     

非均匀温度分布冻土墙围护深基坑开挖的有限元数值模拟

通过对冻土墙的温度场分析，考虑冻土墙温度分布的不均匀性，采用分段近似的方法对冻土墙围护深基坑开挖进行了有限元数值模拟，计算基坑变形，并与平均温度条件下冻土墙围护深基坑开挖的计算结果进行对比分析，得出一些有意义的结论，为冻土墙的设计和施工提供了一些有价值的参考信息。     

南京地铁旁通道冻结实测分析研究

南京地铁一期工程旁通道采用了冻结法施工，施工中对冻结盐水温度、冻土温度、地表变形以及隧道变形等方面进行了监测。对监测成果进行分析研究，指出依据某些监测成果可对冻土墙是否达到设计要求进行判别，以此决定旁通道土体最佳开挖的时间：并且获得了冻结盐水温度、冻土温度、地表变形以及隧道变形的变化规律，在此基础上提出了旁通道冻结施工的建议。     

季节冻土层下人工冻土墙温度场试验研究

文中研究季节冻土层对人工冻土墙温度场的影响。研究结果表明,季节冻土层有无及季节冻土层温度的不同对冻土墙轴面和界面交点处的温度存在影响。季节冻土层温度越低,人工冻土墙温度变化速率越快。随着季节冻土层温度的升高,人工冻土墙最终温度也有所升高,当无季节冻土层时人工冻土墙温度变化速率最慢。试验结果对利用天然冷能节省人工冻结耗能技术在实际工程中的应用具有一定的实用价值和指导意义。     

深基坑工程中人工冻土墙的设计计算研究

阐述了人工冻土墙在国内外的研究和应用现状,对冻土墙的厚度、嵌固深度、变形以及可靠度的设计计算从原理上进行了分析,并对人工冻结技术的工程应用进行了展望。     

专利技术

地下连续墙冻结施工工法(申请号:03113109.3)该工法适用于大型建筑深基坑、大型桥墩深基坑等深厚地下连续墙的施工。采用人工地层冻结法形成冻土墙,在所形成冻土墙的保护下,人工或机械法施工槽孔,然后在槽孔内浇筑混凝土墙段。与传统施工工法相比,具有施工工艺简单,施工装备简便,可多点同时施工,施工速度快;能在各种复杂地质条件下施工各种深度和厚度的地下连续墙,无需泥浆护壁,无泥浆污染问题;采用干法作业,墙体施工质量和墙段接头施工质量易于控制和保证。对于深、厚地下连续墙的施工,该方法具有特殊的优势,并具有广泛的实用性。控制压密…     

冻土抗剪强度测试方法的分析

剪切强度是冻土的重要力学性能指标之一,它为工程勘察设计评估和计算承载力提供了基础。冻土的抗剪强度是冻结土的极限剪切破坏,在计算承载能力、稳定性、冻土基础、冻土墙土压力和冻土边坡稳定性评价等都需要冻结土的抗剪强度指标。本文对冻土抗剪强度试验方法进行了研究与分析,分析了每种试验方法的试验原理以及相关试验,并提出了每种试验方法的优缺点,为以后开展冻土剪切特性的试验研究提供参考。     

某地铁旁通道三维冻结温度场数值计算

冻结法在地铁旁通道施工中得到了广泛的应用,冻土墙的设计温度和厚度是工程安全的重要前提,为了直观了解冻土墙的温度特性,保证工程的安全,建立了旁通道冻结三维模型进行温度场计算,并把计算结果与实测进行了比较,可供工程设计和实践参考。     

冻土力学性能与声波参数相关性试验研究

冻土力学性能与声波参数相关性试验研究杨平李强（淮南矿业学院土木工程系，２３２００１）１引言冻土强度直接影响到冻结参数选取及冻结法施工成败，因此，在冻结施工中，冻结壁强度现场快速检测成为技术关键之一。冻土声学特性与冻土温度、含水量、密度、冻土中裂隙情...     

青藏铁路冻土观测与工程试验研究达国际先进水平

中铁西北院承担的“青藏铁路风火山多年冻土长期综合观测与试验研究”科研成果为确定进藏铁路方案和青藏铁路建设提供了有力的技术支撑。风火山地区冻融界面的抗剪强度试验，解决了冻土边坡稳定性检算中抗剪强度指标的选取问题。冻土锚杆抗拔力试验、L型挡墙墙背冻胀力与变形发展过程的试验提出了多年冻土区支挡结构设计参数与计算方法。冻土与基础界面间的抗拉冻结强度试验得出了冻土与基础界面的抗拉冻结强度高于抗剪冻结强度的结论，在基础稳定性检算中用抗剪冻结强度代替抗拉冻结强度是偏于安全的。风火山多年冻土试验工程为青藏铁路的施工提供了依据：1）路堤的人为上限具有不对称性，揭示了高原多年冻土区路堤人为上限的六种形态。     

深基坑冻结止水帷幕冻胀变形模拟分析与试验测试

 通过对深基坑冻结止水帷幕工程冻胀特性的模拟分析,考虑初始应力场平衡及其与温度场、应变场等的耦合分析,结合试验与测试分析成果验证,系统研究冻结止水帷幕的冻胀变形特征、冻胀特性与冻土性质和约束条件的关系以及卸压槽的卸荷作用机制与变形控制效果等,为今后深基坑围护冻结止水技术的合理设计、安全施工和推广应用提供理论基础。     

平面冻土墙在风道基坑施工中的应用

介绍了淮南新集西风井用冻结法施工风道基坑的平面冻土墙参数设计方法，施工方案及防融化片帮措施。     

圆形深基坑中人工冻土帷幕力学性能研究

采用理论分析、数值模拟和物理模拟试验相结合的综合研究方法,对圆形深基坑中人工冻土帷幕的力学性能进行研究和探讨,为冻结法应用于深基坑支护工程提供理论依据。通过理论分析,证实圆形冻土帷幕嵌固深度和帷幕厚度的综合确定方法在大直径深基坑工程力学设计中是适用的。 首先通过基坑抗隆起稳定计算确定冻土帷幕最小嵌固深度;然后通过抗滑动稳定、整体稳定和管涌等稳定性验算,作为帷幕嵌固深度的最终设计值;最后考虑冻土帷幕受均匀外载和不均匀外载,经过基坑整体稳定性验算,根据强度条件计算出的帷幕厚度作为帷幕厚度的最终设计值。利用理论分析和数值模拟计算,对深大圆形基坑非嵌岩条件下的冻土帷幕水平变形、坑底隆起变形和基坑周围地表沉降等基坑变形问题进行研究,提出了帷幕水平位移、坑底隆起变形和地表沉降的计算方法和计算公式,获得坑底最大隆起量、地表最大沉降量与冻土帷幕水平位移极值之间的近似比例关系,并且分析基坑周围各种建（构）筑物的安全范围,提出控制坑底隆起和周围地表沉降的安全技术措施。 研究结果表明： （1）基坑底部土体的隆起变形特征受冻土帷幕强度、厚度、基坑开挖半径和开挖深度的影响不明显,只是在量值上有所变化,在相同条件下,帷幕最大隆起量约为帷幕最大水平位移的5.2～7.8倍。 （2）基坑周围地表沉降量随基坑开挖半径和开挖深度的增大而增大,随冻土帷幕平均温度的降低而减小。 （3）基坑周围地表最大沉降量约在相同条件下冻土帷幕最大水平位移量24%～30%。利用自行设计加工的大型深基坑冻结模拟试验台,进行大直径圆形冻土帷幕受力与变形的物理模拟试验,获得深基坑开挖过程中圆形冻土帷幕水平位移随基坑开挖深度、开挖半径和冻土平均温度等影响因素的变化规律和冻土的蠕变规律。 试验结果同时表明： （1）冻土帷幕水平位移随基坑开挖深度和开挖半径的增大而增大,随冻土的平均温度降低而减小; （2）冻土帷幕最大水平位移位置均出现在开挖面以下,一般出现在帷幕全深的0.7～0.8倍深度范围内; （3）基坑开挖结束时,冻土帷幕内靠近冻结管断面的水平位移与内侧面水平位移之差仅有10.6%,明显不同于矿山凿井工程中的冻结壁变形规律。     

锚碇深基坑排桩冻土墙围护结构的冻胀力研究

在分析深基坑排桩冻土墙围护结构的冻胀力产生机理的基础上，提出采用卸压孔法来减小水平冻胀力。通过数值模拟，得到了有、无卸压孔条件下排桩所受水平冻胀力的具体数值，同时，给出了水平冻胀力与冻土墙厚度的变化关系，从而为这种新型围护结构的工程应用提供了设计依据。结果表明，施工卸压孔可使排桩所受的水平冻胀力明显减小。