地铁隧道联络通道冻结监测分析

上海市轨道交通7号线云台路站一高科西路站区间隧道联络通道冻结法施工中,对冻结盐水温度、冻土温度、隧道沉降等方面进行了跟踪监测.通过对监测结果进行分析研究,获得了冻结盐水温度、冻土温度、隧道沉降的变化规律,在此基础上提出了联络通道冻结施工的建议.研究成果可供类似工程参考.     

复杂条件下隧道联络通道冻结施工设计与实践

介绍了我国首个江底隧道联络通道冻结工程的设计、施工监测等情况。对冻结系统盐水温度、冻结帷幕土体温度、冻胀压力、隧道变形等方面的监测结果进行分析研究,获得了冻结盐水温度、冻土温度、冻胀压力、隧道变形的变化规律,保证了工程的信息化施工。冻结法在该类工程中应用效果良好。     

兰州地铁联络通道人工冻结法温度场分析

本文以兰州地铁2号线定西路站至五里铺站区间联络通道冻结法施工为背景,根据冻结法设计方案对温度场变化进行了监测,并利用ABAQUS软件对该联络通道的冻结法的冻结过程进行了数值模拟,对冻结温度场模拟数据与现场实测数据进行对比和验证,并在此基础上对冷冻液温度变化和土层变化对温度场形成的影响进行了研究。研究表明:冷冻液的温度越低,冻结温度场形成速度越快,冻结壁温度也越低;不同土层的热物理系数不同对冻结温度场的发展速度和冻结壁温度有较大的影响。     

地铁联络通道冻结法施工监测数据分析

本文以某地铁冻结法施工联络通道为例,对地表变形、冻结盐水温度、冻土温度等方面进行了监测,并对监测数据进行了分析研究。     

经典解析法在地铁联络通道冻结法加固效果评价中的应用

以武汉某地铁联络通道冻结加固工程为背景,介绍了联络通道的冻结法加固设计概况,对积极冻结期间的盐水温度、冻土温度、泄压孔压力等重要数据进行了持续监测,对监测数据进行了深入分析,对数据发展规律进行了总结。通过监测数据结合理论分析,合理判定土体实际结冰温度,并在此基础上,运用几种修正的经典解析法对冻结过程中的冻结帷幕厚度、冻结壁平均温度等重要参数求解析解。实践表明,土体结冰温度的准确判断对土体冻结效果的评价具有重要意义,施工监测与理论求解的综合运用是保证联络通道施工安全的可靠手段。     

液氮冻结技术在地铁端头井加固中的应用

液氮冻结具有系统简单、冻结速度快、温度低和冻土强度高等特点,在城市地下工程建设中得到广泛应用。为了对某一地铁端头井进行加固,保证盾构机进洞安全,利用液氮冻结技术进行加固。经现场温度实测与分析,冻结效果达到了设计要求。运用数值模拟软件对液氮冻结和常规盐水冻结效果进行模拟,结果表明,液氮冻结土体5d左右就基本交圈,而常规盐水冻结需要30d左右才可以交圈,充分显示了液氮冻结技术低温、快速等优点。     

广州地铁联络通道冻结施工监测分析

广州地铁二、八号线延长线工程联络通道冻结法施工中,对冻结盐水温度、冻土温度、隧道变形等方面进行了跟踪监测。通过对监测结果的分析,提出了联络通道冻结施工的建议。     

斜井井壁底板破损冻结修复施工

根据袁大滩主斜井360 m～372 m底板破坏段的实际情况,对该破坏段进行冻结加固设计。在冻结帷幕的保护下进行现有底板井壁凿除、恢复和新井壁的浇筑工作。从冻结工程的设计、施工、监测等方面进行了论述,并对冻结系统盐水温度、冻结帷幕土体温度、井壁收敛等方面的监测结果进行分析研究。     

管幕冻结暗挖工法冻结止水效果分析

管幕冻结法是利用管幕配合冻结止水措施解决复杂建设条件下暗挖施工的一种创新性工法,该工法利用管幕顶管内冻结管路对管间土体进行冻结止水,在顶管管幕和冻结土体的超前支护下实施隧道暗挖施工。文章以港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道冻结方案为例,利用数值模拟手段对积极冻结期不同土层的冻结效果及圆形冻结管、异形冻结管开启时间进行了研究,结果表明圆形冻结管和异形冻结管宜同步开启。对维护冻结期开挖断面温度、风速进行模拟分析,结果表明开挖断面内空气温度宜控制在25 ℃,风速对冻结效果影响不大。     

大兴安岭多年冻土起始冻结温度测试研究

采用测温法对取自大兴安岭多年冻土区冻土土样进行了起始冻结温度试验。较详细地阐述了起始冻结温度试验原理、试验仪器设备组成以及试验步骤。本次试验完成了镐个土样的起始冻结温度试验,分析了含水量和有机质含量对起始温度的影响,总结出粉土起始冻结温度随含水量的增大而增高直至接近于0℃,回归曲线与实测曲线相关程度高。     

单排管冻土帷幕平均温度控制参数敏感性分析

在冻土帷幕平均温度计算中,控制参数的变化直接影响到计算结果。以单排管冻土帷幕温度场的巴霍尔金解析解为基础,使用近似积分和有限元模拟方法计算直线形单排管冻土帷幕的整体平均温度。针对基于巴霍尔金模型的平均温度计算公式中的冻结管外表面温度、冻结管间距及冻土帷幕边界到冻结管中心的距离与冻结管间距的比值3个参数对冻土帷幕整体平均温度影响的敏感性进行分析。得到以下结论:(1)冻土帷幕整体平均温度与冻结管外表面温度成正比;(2)在相同的偏差下,冻结管间距越小,对整体平均温度影响越大;(3)随着冻结发展,冻土帷幕厚度逐渐增大,其误差对整体平均温度计算的影响逐渐降低。     

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。     

高压力作用下深部黏土冷却过程及其特征研究

深部黏土的埋深决定着深部黏土在进行人工冻结期间所承受的地压力的大小,而较大的地压力将会影响冻结壁形成时冻结温度的大小以及冻结壁的冷生构造,从而影响冻结壁的强度与稳定性。本研究通过对高压力作用下的深部黏土在不同含水率状态下进行冷却过程试验,分析了压力大小对不同饱和状态的深部黏土冷却曲线形式及初始结晶温度、冻结温度及过冷度的影响。结果表明:深部土的冻结温度、初始结晶温度以及过冷度都与土体所承受的压力密切相关。不论是非饱和状态、饱和状态还是过饱和状态下的深部黏土,其冻结温度都随土体所承受压力的增大而减小,而初始结晶温度则随压力的增大呈起伏状变化。利用物质结晶理论,进一步分析后认为冻结过程主要是自由孔隙水的相变过程;而压力作用会通过改变土体中土颗粒对孔隙水分子的吸附作用,改变土体中自由水的含量,进而改变土体冻结过程中潜热释放量的大小,最终影响土体冷生构造。     

基于CT图像的冻结岩石冰含量及损伤特性分析

冻结岩石中冰含量对其热力学及损伤特性有重要影响,研究岩石冻结过程中冰含量随温度的变化规律可以为冻结岩石工程的安全稳定性评价提供科学依据。运用CT识别技术,进行不同温度梯度下冻结岩石的CT扫描实验,获得20 ℃、-2 ℃、-5 ℃、-10 ℃、-20 ℃、-30 ℃下岩石的CT扫描图像,实现了冻结岩石CT图像的伪彩色增强和直方图分析,完成了冻结岩石冰含量及损伤信息的数字表述,对冰含量随温度的变化规律进行定量分析。依据损伤力学理论,定义以冰含量表示的冻结损伤变量,探讨了未冻水含量和温度梯度对冻结岩石损伤特性的影响规律。研究结果表明:(-2 ℃,-5 ℃)是水冰剧烈相变的温度区间,冻结损伤演化起始和急剧增大阶段;(-5 ℃,-10 ℃)是冻结损伤发展阶段;(-20 ℃,-30 ℃)是冻结损伤趋于稳定的温度区间。所定义的冻结损伤变量能够描述温度降低过程中岩石损伤的演化过程,基于冻结岩石CT图像伪彩色增强的冻结岩石损伤演化的定量分析为冻结岩石工程的稳定性研究提供了新的思路和方法。     

极坐标下变热工参数人工冻土温度场解析解

为优化冻结方案、准确掌握人工冻土温度场发展状况、处理紧急情况,需要了解变热工参数对人工冻土温度场的影响程度。人工冻土温度场的解析解便于分析不同热工参数的灵敏度。运用乘法、加法分离变量法推导出极坐标下人工冻土热工参数随温度变化的不同规律的非稳定导热方程解析解。变热工参数人工冻土温度场非稳定温度场的解析解可用来检验人工冻土温度场数值计算结果的准确性、收敛性与稳定性,还可以借鉴其数学上的结果用来启发发展各种计算技巧。     

岛状多年冻土地区CFG桩温度场分析

在伊绥高速公路K44+400～K44+575段建立CFG桩—岛状冻土温度试验场,通过观测并分析CFG桩在岛状冻土中的温度变化情况,得出了CFG桩在岛状冻土中的温度变化特点,以及桩上筏板的温度变化规律,并通过有限元软件建立CFG桩—岛状冻土热传递模型,分析了不同的影响因素对CFG桩温度场的影响,并得出部分结论。     

冻结黏土动态力学特性的SHPB试验研究

通过使用分离式霍普金森压杆（Split Hopkinson Pressure Bar,简称SHPB）动力学试验,系统研究了不同应变率、不同温度和不同含水率条件下冻结黏土的动态力学特性,获得了冻结黏土的动态应力-应变关系以及相关冻土动力学参数的变化规律。试验结果表明：冻土具有明显温度效应和应变率效应,随着应变率的增加和温度的降低,冻土破坏过程从塑性破坏逐渐转变为脆性破坏。在冲击荷载作用下,冻土的动态应力-应变关系曲线随加载应变率的不同呈现3种典型曲线,冻土的最大应变与且仅与应变率呈线性递增规律;单一因素影响下,冻土的动强度、动弹性模量均随应变率的增大、温度的降低和未超过饱和状态的含水率的增大而增加。     

冻土的动力特性研究及其参数确定

在分析黑龙江省德都县震害基础上，提出季节冻土动力特性研究的必要性。根据大量低温动三轴应力－应变实验资料给出冻土的动弹模量、动泊桑比、动剪切模量、动阻尼比的数值及它们与冻土温度、振动频率的关系。     

菏泽矿区深部黏土层冻结土的力学性状试验研究

 对万福矿井400～700 m深度3个巨厚黏性土层取样进行冻土力学性状试验研究,获得如下结果：(1) 深部黏性土冻土的应力–应变曲线关系主要表现为应变硬化特点,达到峰值应力之前显现较大幅度的屈服形变;(2) 从－15 ℃,－20 ℃和－25 ℃三种对比温度的冻土力学性状看,温度对于冻土蠕变性的影响较对强度的影响更明显,－20 ℃是有效控制深部黏土冻结壁蠕变性的冻结状态界限值。经分析认为,深层黏土冻土力学性状及其与冻结温度的关系特点主要与层深部黏性土的含水性和结构性有关。试验土样处于半坚硬状态,所含水分以结合水为主。因结合水冻结温度要比重力水低得多,温度降低至－20 ℃以下,土中胶结冰含量会因结合水的冻结而明显增加,胶结冰和粒间摩擦力对于冻土强度的发挥程度趋于稳定,由此导致冻结土流变性的急速降低。     

冻结管常温和低温力学性能的试验研究

根据相关规范,对不同温度下各种规格冻结管试件进行力学性能试验,研究表明:冻结管抗弯承载能力随温度的降低而增大,但其挠度却随着温度的降低而减小,变形能力降低。冻结管断裂一般都发生在接头处,主要原因是冻结管接头与冻结壁的变形协调不一致,因此,改善冻结管接头变形能力是解决冻结管断裂问题的关键,采用内衬管对焊接头可以改善冻结管接头的变形能力和承载能力。