混凝土水化热条件下人工冻土墙与内衬结构共同作用研究

研究了在人工冻土墙形成并达稳定温度场分布呈非线性后,基坑开挖并浇注大体积混凝土衬砌时,混凝土水化热对冻土墙温度场及其耦合应力场分布的影响,分析得出了在冻土墙温度场分布改变过程中,其与内衬共同作用应力场的变化规律.内衬混凝土水化热会使其邻近的冻土融化,之后在冻结管冷源的作用下融土又回冻,冻土墙温度场会发生非线性的变化过程;在冻土墙内侧随工况进行自上而下移动的融化区域使围护结构体系的应力场不断的变化,冻土墙内侧所受径向应力增大,内衬的支护作用提高,冻土墙支护性能下降;同时,冻土墙位移趋势加大,内衬支护作用的提高并没有完全遏制冻土墙的位移发展,说明冻土墙是主要的支护结构.     

混凝土水化热对冻结温度场影响的测试与数值分析

针对井筒内衬浇注混凝土水化热对冻结壁温度场影响的工程实际,对井筒浇注混凝土后的冻结壁温度场进行监测,并应用有限元数值方法进行比较分析。结果表明本文所建立的有限元分析模型可以比较准确的计算冻结壁温度场的变化规律,对工程实际具有指导意义。     

混凝土水化热对深井冻结壁冻融规律影响的实测研究

 根据冻结井筒大体积混凝土水化热现场实测结果,获得混凝土水化热对冻结壁的影响规律：由于井壁混凝土水化热影响冻结壁融化0.2-0.4m,约为外壁厚度的0.43-0.5倍,重新冻结后产生回冻冻胀力0.45-0.80MPa。结合对实测数据的分析和ADINA有限元程序的数值模拟,得出了冻结壁融化深度与时间的关系曲线,对指导深井冻结壁设计与施工具有重要的指导意义。     

混凝土水化热对白垩系地层冻结壁温度场影响的实测分析

为了了解外井壁混凝土水化热对白垩系地层冻结壁温度场的影响规律,通过对新庄煤矿回风立井冻结壁的两个地层进行温度的现场监测,分析监测数据得到:外井壁混凝土浇筑后,两个地层的冻结壁内侧温度迅速升高,监测点处的温度最高点达到15.8℃;随着深度的增加,混凝土水化热对冻结壁的影响范围增大,但冻结壁维持正温的时间减少;在混凝土水化热的作用下,冻结壁的融化深度介于250~600mm之间;水化热的减少及融化区的水热在温度梯度的作用下大量向冻结区迁移,致使冻结壁内侧高温部分的温度迅速下降。     

大体积高性能混凝土冻结井壁水化热温度场实测与分析

大体积高性能混凝土井壁水化热温度场发展规律对于研究井筒温度应力、提高井壁质量极为重要,为获得实测资料,对国内井筒直径和井壁厚度均最大的冻结井壁开展了早龄期温度场实测研究与分析。设置4个监测层位,实时监测获得了一次浇注厚度达2.5 m的C60高性能混凝土井壁温度场的分布规律及井壁内径向各点的温升规律,获得不同厚度和标号井壁的最高温度达61.4~73.1℃、最大温升39.6~48.8℃、内部最大温差24.3~33.0℃。拟合得到了较符合现场浇注井壁内最高温升与龄期的双指数关系式。并结合工程实践,从混凝土材料、水化热温升、降低约束和养护条件等方面分析了大体积混凝土井壁预防开裂的技术措施。实测数据为冻结井壁设计与施工提供宝贵的基础资料,为工程建设提供借鉴。     

人工冻土温度场的支持向量机法预测

 在冻结法凿井施工中,及时掌握人工冻土温度场发展,对于优化冻结方案、处理紧急情况有重要的意义。针对新建矿井实测样本较少的特点,利用基于结构风险最小化原理与小样本学习方法-支持向量机算法,建立了人工冻土温度场发展的支持向量机计算模型。采用不同的核函数的支持向量机对人工冻土温度场发展进行对比分析,确定了适合于人工冻土温度场发展计算的核函数。人工冻土温度场支持向量机模型计算结果表明,该方法是一种有效的方法,为人工冻土温度场的计算提供了一条新途径。     

冻结井外层井壁混凝土水化热对冻结壁的影响规律研究北大核心

为了得到冻结井外层井壁混凝土水化热对冻结壁的影响规律,采用现场实测与数值计算方法对淮北青东煤矿东风井外层井壁浇筑混凝土期间冻结壁的冻融情况进行了分析。结果表明:井壁混凝土浇筑后10 d内为冻结壁急剧升温阶段,冻结壁达到最大融化深度;水化热使得黏土层位冻结壁井帮升温至20℃以上,升温幅度达25℃以上,黏土层位最大融化深度达到334~358 mm,黏土层位最大融化深度是细砂层位的4.0~4.5倍;在保持冻结孔正常的供冷条件下,井壁混凝土浇筑26 d后,融化的冻结壁完成回冻,因此井壁混凝土有充足的正温养护时间,不会影响其早期强度;井壁混凝土入模温度与冻结壁融化深度呈指数函数变化的非线性关系;冻结壁与井壁之间的聚苯乙烯泡沫塑料板可有效的减小深部地层中井壁混凝土水化热对冻结壁的影响,保证冻结壁不会因水化热的影响而融化深度过大,从而有效的保证了施工过程中冻结壁强度与稳定性。     

多排管直线冻土墙平均温度的等效梯形计算方法

为了确定多排管冻土帷幕的平均温度,进而确定冻土的力学参数和冻土帷幕的承载能力,为冻土帷幕的安全状态作出评价,介绍了基于巴霍尔金解析解的双排管冻土帷幕平均温度模型,并对该方法进行了适当的简化.以此为基础,采用拼接计算的方法,推导得出在多排管冻结下计算直线形冻土帷幕平均温度的一种等效梯形方法.     

混凝土井壁水化热对白垩侏罗系地层冻结壁的影响

 根据现场实测结果,对内蒙东胜地区冻结法凿井混凝土井壁水化热对冻结壁的影响规律进行分析和探讨。获得内壁浇筑水化热对冻结壁的影响不可忽略,其影响使得井帮处正温持续时间较长,及侏罗系地层受其影响的冻结壁融化深度比白垩系地层要大200mm左右等结论。对内蒙地区冻结工法设计与施工具有重要意义。     

混凝土水化热对白垩系地层井壁与冻结壁温度影响的实测研究

在西部白垩系地层煤矿立井冻结法凿井施工过程中,通过分析2个代表性水平层位温度的现场监测数据,得到了冻结凿井期间外壁及冻结壁温度变化的基本规律。研究表明:外壁浇筑后即出现温度迅速增长阶段,两监测层位在1.5 d内温度上升幅度最大可达68.4℃,且粗粒砂岩受水化热影响的温度上升速率大于细粒砂岩;大量水化热使两监测水平保持了较长的正温养护时间,对外壁混凝土早期强度增长有利;同时,释放的水化热使冻结壁出现大范围升温以至局部融化(融化深度达305 mm),对冻结壁的强度造成不利影响。通过分析和探讨水化热对井壁及冻结壁的影响规律,对西部白垩系地层井筒冻结工法设计与施工具有重要意义。     

深井冻结壁位移实测研究

以我国目前冲积层最厚和冻结最深的陈四楼主，副井冻结壁收敛位移实测结果为例，分析了深井冻结壁径向位移与井帮暴露时间的变化规律和不同土层冻结壁收敛位移变化特征，提出了深井冻结壁径向位移控制范围和方法，并将冻结壁收敛位移实测结果与冻结壁温度场实测结果有机结合起来，进一步批提高冻结壁有效厚度和有效强度是控制冻结壁位移和防止冻结管断裂的重要措施。     

高层建筑基础大体积混凝土水化热系数研究

文章分析了水化热系数对大体积混凝土温度场的影响,从高层建筑基础与水工结构大体积混凝土的不同点角度出发,运用ANSYS有限元软件对其温度场进行了数值模拟,通过与实测数据的对比,确定了高层建筑基础大体积混凝土水化系数较适宜的取值范围。     

大体积混凝土结构表面保温计算方法研究

从热量平衡原理出发,推导了直接以导热系数、表面散热系数和热量为热传导方程基本参数的温度场计算方程,据此修改了以导温系数为基本参数的温度场有限元计算程序RCTS,使之能够更合理地反映由多种热学性能的材料组成的复合结构的温度场,能模拟计算大体积混凝土结构任意部位在任意时段的表面保温效果。通过算例对比分析了等效表面散热系数法、等效厚度法、导热系数法、导温系数法在计算保温板保温效果方面的异同。计算结果表明,导热系数法与等效表面散热系数法的计算结果比较接近,而等效厚度法由于是等效表面散热系数法的近似处理,计算结果有一定的差异,但相差不大,而导温系数法往往得不到合理的结果。     

3排管冻结梯形-抛物弓叠合等效温度场模型和平均温度

由于3排管冻结温度场的复杂性,不便于对冻土帷幕温度场进行简便描述。故以现有的3排管冻结温度场的势函数叠加法解析解为理论基础,根据温度场的周期性,选择主面与界面之间的合适位置作为等效截面,以等效截面的温度场等效整体温度场。以平均温度为检验标准,简化等效截面的温度场曲线,得出方便应用的梯形抛物弓叠合等效温度场模型。基于等效温度场模型确定平均温度计算方法,得出免于积分运算的平均温度简便计算公式。该公式计算精度满足工程要求,表明等效温度场及其平均温度计算方法具有良好的实用性。     

复合胶凝材料井壁高强混凝土的性能与水化机理

对于冻结法施工的高强井壁大体积混凝土,内壁的中心温度可达80 ℃,而井筒外壁内侧的温度在10 ℃左右,这种温度的差异必然导致井壁混凝土开裂,导致耐久性下降。针对这些问题,研究了适于井壁高强混凝土用复合胶凝材料的水化特征及其对C70混凝土性能的影响。结果表明：复合胶凝材料的总水化热是井壁混凝土用常规胶凝材料水化热的一半;从28 d到180 d,复合胶凝材料配制的C70混凝土抗压强度持续增长14.8%,且孔隙率低,有害孔减少,混凝土具有很好的抗裂性;XRD和SEM试验表明,复合胶凝材料配制的C70混凝土水化180 d 后无Ca(OH)2晶体存在,主要水化产物为致密的Ⅲ型C-S-H凝胶。     

管壁温度非恒定条件下单管冻结温度场解析计算

With the combination with the similar theory and analytic calculation, the single tube freezing problem under the surface temperature non-constant condition of the freezing tube was fully studied. The ...