深厚冲积层冻结压力研究进展及展望

随冻结法凿井深度的增加,我国对深厚冲积层冻结井冻结压力分布的研究需求已经十分迫切.在对国内外冻结压力研究的发展进行了回顾的基础上,分析了目前深厚冲积层冻结压力研究面临的任务和要解决的问题,对进一步提高国内冻结压力研究水平阐述了看法.     

低围压下脆性岩石单裂纹扩展与影响因素分析

为了探究低围压下脆性岩石单个裂纹扩展与影响因素,开展了混合片麻岩室内岩石力学基本实验,确定了Sheorey强度准则参数;利用岩石滑动裂纹模型和非局部线弹性理论,在综合分析裂纹尖端应力场包括非奇异应力项的基础上,建立了混合片麻岩单裂纹扩展USR判据。理论分析认为:脆性岩石单个裂纹扩展过程分为缓慢、中等和加速3个阶段,并且裂纹逐渐向最大竖向压力方向扩展;影响因素分析表明:(1) 随着裂纹摩擦系数和裂纹倾角增大,竖向应力随着裂纹扩展而增大;(2) 当侧压力为拉应力时,竖向应力随着裂纹扩展而减小;当侧压力为压应力时,随着测压力系数增大,竖向应力随着裂纹扩展而增大;(3) 随着初始裂纹长度增大,竖向应力随着裂纹扩展而减小。     

深井井壁砌筑前后冻结壁稳定性力学分析模型探讨

针对在竖井冻结法施工中对冻结壁中粘塑性变形和冻胀力的忽视引起的冻结管断裂和井壁破裂等工程事故,在卸载情况下考虑周围土体、冻结壁和井壁共同作用的同时考虑了冻结壁中冻土冻胀特性和流变特性以及塑性区的存在,建立井壁砌筑前后冻结壁的粘弹塑性稳定性分析模型,求得井壁砌筑前井帮的变形规律和井壁砌筑后作用于井筒外壁的冻结压力的增长规律以及两种情况下冻结壁进入塑性的时间。     

ISO房间火灾烟气层温度数值模拟工程方法研究

利用场模拟FDS和区域模拟CFAST软件，对ISO房间中55kW和110kW的火灾烟气层温度进行数值模拟，将不同尺寸网格划分条件和区域划分方法的计算结果与试验结果进行分析比较，在保证一定精度条件下，为减少计算所需时间而增大网格尺寸的可能性，并对区域模拟中采用多区域划分方法以提高计算精度的可行性进行了分析，为类似环境的工程应用，单区域划分和多区域划分方法的使用提出了建议。     

深井井壁砌筑前后冻结壁应力场和位移场

在卸载情况下考虑周围土体、冻结壁和井壁共同作用的同时考虑了冻结壁中冻土冻胀特性和流变特性建立井壁砌筑前后冻结壁的粘弹性稳定性分析模型,求得井壁砌筑前井帮的变形规律和井壁砌筑后作用于井筒外壁的冻结压力的增长规律。结果表明考虑了冻结壁冻胀特性的冻结壁的变形值及冻结压力值更接近实测值。     

冻结压力粘弹性求解模型

求得考虑冻土蠕变和冻胀的冻结压力弹性解,利用弹性粘弹性原理,导出冻结压力在拉氏象空间中的解,采用数值逆变换方法,建立冻结压力求解的粘弹性数学模型.     

某地下保龄球馆火灾热烟气安全研究

采用性能化防火设计的思想，分析了某地下保龄球馆火灾热烟气安全需求，设计了可能发生的火灾场景，使用区域模拟技术研究了保龄球馆水喷淋和机械排烟系统的有效性。通过数值模拟给出了发生火灾时的热烟气层温度和热烟气层高度发展过程，证实了保龄球馆的水喷淋和机械排烟系统能够保证人员安全疏散，满足消防安全要求。     

侏罗系冻结砂岩单轴抗压强度与孔隙度的关联性分析

为研究冻结条件下岩石的孔隙度与单轴抗压强度之间的关系,对人工冻结条件下的侏罗系饱和含水砂岩进行了核磁共振测试和单轴压缩试验;分析了不同温度条件下,温度与单轴抗压强度和孔隙度之间的关系,并将孔隙度和单轴抗压强度进行了关联分析。研究结果表明:砂岩单轴抗压强度和温度满足二次曲线变化关系;-5～-15℃等温度区间,单轴抗压强度增长值从4.54 MPa降至0.54 MPa,单轴抗压强度增长率从14.22%降至1.33%;饱和冻结砂岩孔隙度随着温度的下降,其孔隙度亦减小,且孔隙度和温度的关系符合幂指函数变化规律;冻结砂岩孔隙度和其单轴抗压强度满足幂指函数关系。     

深厚土层冻结过程的水热力耦合分析

煤炭开发已成深部开采,围压和孔隙水压力的急剧增大使得浅层冻土的研究成果不适用于深层冻土。针对高围压和高孔隙水压力对冻土冻结过程的影响这一关键问题,基于传热学、渗流理论及结构力学相关理论,建立温度场、水分场和应力场耦合问题的数学模型,对深厚土层冻结过程中温度变化、水分迁移速度、冻结应力及冻胀变形进行分析。分析表明高围压对冻胀有抑制作用,但在冻土内部可产生很大的应力积累,对深厚冲积层冻结施工危害极大。