地铁联络通道冻结法融沉引发地面变形的随机介质模型

应用随机介质理论建立了地铁联络通道冻结法施工融沉引发地表变形的预测模型,并利用上述模型实例计算,得到了地铁联络通道冻结法施工融沉引发地表竖向变形规律。     

铁路桥涵桥梁钻孔灌注桩冻胀及防冻胀措施

冻土地基不均匀冻胀、融沉是引起桥涵基础发生产生冻融变形病害的主要原因。而且此类病害多发生于较浅基础之上,主要原因由于基础埋深过浅,冬季因冻土上限以上处于冻结状态而产生强大的切向力,此时,恒载加冻结力不足以平衡冻胀力,致使基础拔起：或由于施工过程中大量的热量介入,引起冻土的水热交换条件失去平衡,导致天然上限下降,     

隧道水平冻结施工过程的数值模拟

地层冻结是一个水、热、力三场耦合的复杂问题,为了直观了解冻结壁形成过程中,土体温度场分布极其随时间的变化规律,得到合适的地层冻结工艺参数和指标,并掌握冻结壁的力学特性,了解开挖隧道对土层稳定性的影响,保证工程的安全,针对某隧道工程,采用准耦合数值分析方法,对其水平冻结施工过程进行了数值模拟,研究表明:地层冻结加固有效地控制了地层和地表的变形,提高了隧道土体的稳定性。计算结果可供类似工程参考,并提供了一种概念清晰、计算简便、实用的水平冻结施工过程的数值模拟方法。     

白垩系冻结砂岩动态统计损伤本构关系研究

为了研究饱和冻结砂岩的本构关系,依托白垩系地层煤矿立井建设中冻结凿井工程,开展室内SHPB冲击试验获取冻结砂岩在不同应变率下的动态应力应变曲线,在分析岩石动力学特性的基础上,建立了基于Weibull统计分布、Drucker-Prager破坏准则及等效应变原理的砂岩强度型动态统计损伤本构关系.结果表明:冻结砂岩动态应力应...     

冻结孔安全穿过马头门或硐室施工工艺研究

目前西部地区新建矿井采用普通法凿井,当矿井掘进至马头门上下时出现井壁破裂或发生淹井事故,采用注浆法等其它工法均未能获得成功,不但延长了建井工期,而且大大增加了建井费用,如果通过冻结法施工,是冻结深度延伸至马头门以下,使得新井建设得以顺利进行。     

超大直径立井井筒冻结壁形成与冷量过程控制

近年来,随着国家西部大开发,内蒙古鄂尔多斯地区已开工建设多个千万吨级以上大型矿井,为满足矿井生产能力的需要,对井筒净径的要求也在不断的加大。面对采用冻结法凿井施工,井筒掘进期间井帮温度的高低,势必对矿建施工带来相应的影响,本文通过鄂尔多斯纳林河二号矿井副井井筒冻结工程实践、测温资料、冻土扩展特性和冻结冷量过程调节的成功经验,提出了超大净径立井井筒冻结孔布置和冷量过程控制的相关技术方法,为类似地层井筒冻结施工提供参考。     

全深冻结井筒快速施工技术的应用探析

随着国家经济的发展,国家对煤炭的需求也在逐渐增大,虽然目前新能源的开发在一定程度上减少了对煤炭的依赖,但是,就目前而言,暂时还没有煤炭的可替代能源,并且,煤炭在国家的经济发展中也占据着重要的地位。而随着国家煤炭开采技术的发展,冻结法成为井筒通过复杂地层时采用最多的施工技术之一,有效的提高了凿井过程中的降水效果,但是,我国该项技术起步相对较晚,对于全深冻结井筒的快速施工技术的问题研究相对还较少,还存在众多的问题,影响着煤矿凿井的发展,因此,本文将着重论述全深冻结井筒快速施工的技术及其应用,以期对该项工作有所启示和借鉴。     

我国液氮冻结技术研究达世界先进水平

据报道,中国矿业大学留美回国的翁家杰教授在液氮冻结温度场和液氮冻土特性等研究中,在世界上首次以数理关系形式揭示了液氮冻土发展规律和冻土冻结强度与冻结温度之间的应变关系,使我国在这一领域迈入世界先进行列。1992年中国矿业大学与中煤特殊凿井公司和上海隧道工程公司合作,首次在上海地铁工程中应用液氮冻结技术获得成功。翁家杰留学期间,利用有限差分和计算机模拟技     

冻结法凿井中冷冻站合理装机能力的确定

本文在潘集矿区冻结壁形成的试验实测和理论计算的基础上,结合作者长期从事冻结法凿井的体会,对冻结管的单位热流量和影响冷冻站装机能力的主要因素进行了分析研究,提出了冷冻站合理装机能力的确定原则。这样,既能满足井筒开凿的需要,又能大幅度地降低冻结费用。     

冷冻外科连续冻融循环理论研究

冷冻外科实践证明，组织经历连续冻-融循环后治疗效果确切，并且比单一冻融过程疗效有所提高。在焓法理论基础上，通过应用有限元数值分析方法对模拟生物组织中连续两次冻融循环过程进行理论分析。研究了连续冻融循环过程中，组织中温度场、冰球生长和温度梯度场的变化规律。结果表明，实施连续冻融循环，组织中冰球反复冻融、温度和温度梯度波动明显，这些因素均为疗效提高的热力学机理。这些分析可以为从组织学、生物力学和生化理论角度进一步分析连续冻融损伤机理提供热力学依据。     

西宁地区黄土边坡植被根系协同护坡试验及模拟研究

为了研究西宁地区根系在常温和冻融下随含根量的增大对土体是否具有增强作用,选取原状黄土和三种植物根系（披碱草、华北米蒿和锦鸡儿）作为试验对象进行直剪试验,研究三种试样与原状黄土相比抗剪强度、内摩擦角和黏聚力的变化情况,并通过ABAQUS软件模拟研究试样的等效塑性应变在加固区域的规律。冻融下,三种试样随含根量的增大抗剪强度和黏聚力与土体相比均明显增大;常温下,三种试样在内摩擦角或黏聚力上均有最优含根量且对土体都有增强作用。通过有限元模拟得到的等效塑性应变图可知,黏聚力和内摩擦角均对等效塑性应变的大小有影响。     

不同外载和冷端温度条件下深厚表土冻胀特性试验

通过安徽理工大学自行研制的100 KN微机控制多功能冻土冻融压缩试验机进行了不同冷端温度,不同载荷条件下的单向冻结深厚表土的试验研究.比较分析了在该条件下土体内部的温度场变化规律、水分迁移情况、位移变形规律、冻结锋面的发展与时间的关系等,试验结果表明:载荷越大土体的冻胀变形越小,水分迁移速度越小,迁移量越小等规律.掌握了深厚表土的冻结特性.     

冻结状态聚乙烯醇纤维/水泥基复合材料抗压本构模型

为了研究冻融循环后的聚乙烯醇纤维/水泥基复合材料在冻结状态下的抗压服役情况,设计了冻结聚乙烯醇纤维/水泥基复合材料抗压试验,先对试样进行0～300次的冻融循环,冻融循环试验后在-18℃的持续低温环境下对试样进行抗压试验,分析试样的抗压应力-应变关系及影响机制。在此基础上,结合等效应力原理和统计损伤理论,建立了冻结状态聚乙烯醇纤维/水泥基复合材料抗压本构模型,讨论了损伤变量随冻融循环次数的演化特征。结果表明：随着冻融循环次数的增加,冻结状态下聚乙烯醇纤维/水泥基复合材料的抗压峰值强度降低,峰值应变增加,极限破坏时脆性特征显著,高冻融循环次数下试样的弹性模量主要由试样中的孔隙冰来提供。建立的模型可以较好地预测实际经受冻融循环作用后的聚乙烯醇纤维/水泥基复合材料在冻结状态下的抗压应力-应变关系,冻融损伤变量和总损伤变量与冻融次数有显著相关性。     

深厚表土层冻结壁厚度计算方法研究

针对冻结法凿井工程面临的表土层厚度不断增加,而现有冻结壁的设计理论滞后于工程实践的问题,目前冻结壁的设计和计算多数是将冻结壁视为均质和各向同性的厚壁圆筒,基于弹性和弹塑性理论进行计算的结果已经不能适用于未来深厚表土层的冻结法凿井工程,文章综述了冻结壁厚度设计理论的研究现状和存在的问题,并提出了考虑冻结壁径向非均匀的粘弹性分层计算模型,考虑径向非均质条件,井帮的径向变形较均质冻结壁小25%～30%,可以充分发挥冻结壁的承载和变形性能,有效减小冻结壁的厚度,具有一定的的工程应用价值。     

基于FEMLAB的钻井过程中流固热耦合响应分析

在石油开采等行业中,钻井过程中的渗流-变形-温度多场耦合作用非常复杂,它对井壁稳定分析具有重要意义。该文将在有关文献的基础上,首先建立一组饱和多孔岩体介质瞬态的流、固、热三场耦合方程组(其中包括固体变形、能量传输、流体流动三个相互耦合的过程,多物理场之间的交叉耦合还包括材料性质与独立变量之间的耦合关系);然后给出了该方程组在FEMLAB软件(基于偏微分方程组的多物理过程模拟工具)中的详细数学表达;最后以FEMLAB作为平台,着重分析了钻井过程中的流固热耦合作用过程,讨论了井壁温度发生突然降低后,井壁附近围岩的孔隙水压力、温度、应力的变化过程,为井壁稳定分析提出更为准确的应力分布。计算结果反映了耦合作用对井壁围岩应力的重要影响。该文的计算结果与解析解进行了比较,结果非常吻合,证明了耦合模型及求解方法的正确性。     

弹塑性本构模型计算冻结壁应力场和位移场

应用冻结壁在卸载状态下冻结壁-周围土体共同作用的力学模型,基于大量的冻土应力-应变关系曲线的试验,采用弹塑性非线性本构模型计算冻结壁应力场和位移场.计算结果表明,由于冻结壁在周围土体共同作用下外载比原始水平应力要低,计算的应力场和位移场和有限元模拟接近地.     

立井井筒注浆封水技术在朱集西矿的应用

采用冻洁法施工的井筒冻结圈解冻以后,表土冻结段井壁或多或少会出现渗水现象,由于井筒外围存在着流砂层,对井筒的安全带来较大隐患,必须对井壁进行注浆堵水。     

综合管廊基坑边坡土体冻融对基坑稳定性的影响

冻土是一种对温度极为敏感的土体介质,含有地下冰,与其他土体介质有本质的区别。由于冻土而造成的工程灾害主要是冻胀和融沉。本文结合赤峰地下综合管廊工程,通过对原状土基坑冻融作用的计算与基坑土钉支护的抗力分析结果对比,得出在北方地区,已开挖基坑可通过土钉支护的形式抵抗越冬冻融作用对基坑稳定性的影响。     

冻融循环对CFRP-烧结粘土砖界面粘结性能影响

为考察冻融循环对碳纤维增强聚合物复合材料(CFRP)-烧结粘土砖界面粘结性能的影响,通过模拟自然冻融环境,在试件经过不同次数的冻融循环后对其进行单面剪切试验。结果表明:在冻融循环作用下,CFRP-烧结粘土砖试件界面粘结性能发生了显著的退化,即随着冻融循环次数的增加,界面承载力和剪应力不断降低;界面剪应力在不同冻融次数下的分布具有相似性,均表现为随着荷载的增加剪应力逐渐由加载端向自由端传递,在传递过程中,有效传递长度变化不显著。在已有界面理论的基础上,根据试验提出了考虑冻融循环时间的界面粘结-滑移模型,通过对比分析,该模型能够很好地反映冻融循环作用下界面粘结性能退化规律。      

冻结法施工技术在“处理井”中的应用及分析研究

文章通过典型“处理井”施工案例一鄂尔多斯塔然高勒矿井在普通法凿井施工过程中遇大量涌水，无法通过，采用冻结法施工，在施工过程中遇到的问题进行分析，并提出解决方案，对今后类似井筒的施工具有一定的参考价值。