冻粘土的技术蠕变理论及在冻结法中的应用

对冻粘土试件进行了三轴应力状态下的蠕变试验。提出了冻粘土的技术蠕变理论及相应的流变本构方程，并导出了冻结壁厚度和径向位移计算公式。     

冻土墙墙体时空扩展的材料非线性有限元分析

用于人工冻土墙形成过程相关计算的Sanger—Saylcs经验公式虽然有便于工程使用的优点，但由于该公式是Fourier热传导方程在轴对称条件下的求解结果，与实际工程条件相差甚远。对结构形成过程中的能量计算采用了不合理的温度分布假设，计算结果不能令人满意。而又，该公式只能处理单值的热物理参数问题，因此，这些都限制了公式的应用。运用有限元分析征序，完成了对热物理参数非线性变化的土体材料的人工冻结过程的计算分析，模拟了冻结结构时空扩展过程，深入研究了土体内的温度分布以及能量消耗等具有实际工程意义的问题，在此基础上推厂出的关于冻结过程的能量消耗计算的一般形式，对人工冻土墙的工程设计具有重要的意义。     

冻结法施工中温度变化对井壁强度的影响

利用温度应力场理论及对井筒中性层的研究,着重论述了温度变化对立井壁强度的影响,建立了有关应力的计算解析式,并对具体实例进行了分析。     

冻、注平行作业对冻结施工的影响

邢东矿主井采取冻结与地面预注浆平行的作业方式,可以显著缩短井筒施工工期。但在具体实施时,应考虑注浆对冻结施工的影响问题,选择比较稳定的地层作为冻结与注浆的交接段,并宜采用完成冻、注交接段地层注浆后再进行冻结孔钻进的施工顺序。     

深厚表土层冻结质量对凿井施工的影响

该文分析了冻结钻孔孔冻结管渗漏原因和该孔冻结管内套小管进行供冷对冻结壁形成的厚度、强度、冻结凿井施工的影响。     

冻结法施工联络通道临时停冻对冻结施工的影响

目前在地铁联络通道冻结法施工中,对于因短暂时间停电、设备故障等原因造成的停冻影响,按有关规定,需延长2倍积极冻结时间,易于造成工程延期1~2d。北京地铁6号线玉带河大街站—郝家府站区间2号联络通道冻结过程中,因更换供液管而导致停冻。通过对停冻时的实测数据分析,结合数值模拟计算,得出了小于8h的短时间停冻对冻结施工基本无影响的结论,从而减少了非必要冻结时间,降低了人工和时间的不必要消耗。     

冻融循环和围压对岩石物理力学性质影响的试验研究

对饱和红砂岩进行开放系统下的冻融循环试验,记录红砂岩的冻融劣化过程及破坏特征;当试样经历0,5,10,20,40次冻融循环后,分别进行4种设定围压下的力学特性试验,分析了冻融循环和围压对岩石物理力学性质的影响规律。研究表明:红砂岩的冻融劣化模式主要为颗粒剥落、龟裂、脱落及断裂模式。随着冻融循环的进行,岩样的质量和密度呈现先增后减的趋势,而纵波波速持续减小;随着冻融循环次数和围压的增加,岩石的压缩性不断增强,峰值应变逐渐增大,塑性屈服段渐趋明显,残余强度降低速率减慢,破坏形式由脆性转化为延性;而弹性模量、抗压强度及残余强度随着围压的增大不断增大,随着冻融循环次数的增大明显减小。岩石的细观结构经历损伤的非线性演化,显现出宏观力学特性的变化。     

不同金属盐交换对凹凸棒粘土理化性质的影响

以甘肃临泽凹凸棒粘土为原料,研究了不同价态金属盐溶液交换,对原土及酸处理凹凸棒粘土理化性质的影响。结果表明,交换过程中温度的升高,有利于阳离子交换容量的提高,但不利于比表面积的增加。与原土相比,盐交换样品的阳离子交换容量呈现M^2＋〉M＋〉M^3＋的下降趋势;低价态金属盐溶液对凹凸棒粘土的比表面积影响较小,而三价金属盐溶液交换的凹凸棒粘土比表面积有显著增加。酸处理凹凸棒粘土经不同价态金属盐溶液处理后,比表面积均有不同程度的减小,而阳离子交换容量均增大。     

冻结孔排间距对冻结效果的影响研究

为了解冻结孔布置形式对冻结效果的影响,提高冷量利用效率,并保证工程安全,通过构建二维温度场数值计算模型,对冻结设计参数进行了数值模拟研究。结果表明:(1)冻结孔排距是影响温度场的主要因素;冻结孔间距较小时,对温度场的影响可以忽略不计。(2)冻结孔排间位置温度与冻结孔排距成近似线性关系。同时给出了冻结设计的建议顺序。     

制备条件对纳米ZnO 溶胶性质的影响

采用溶胶-凝胶法, 以醋酸锌和氢氧化锂为主要原料制备了纳米ZnO 溶胶。同时利用透射电镜、紫外-吸收光谱和荧光光谱研究了不同制备条件如陈化时间和加水量对纳米ZnO 溶胶胶粒尺寸和性质的影响。结果表明, 通过改变陈化时间或加水量可以有效地对纳米ZnO 胶粒的尺寸进行控制, 从而容易地改变纳米ZnO 溶胶的光吸收和发光等光学性能。     

冷媒温度和渗流速度对富水砂层冻结温度场的影响规律研究

针对天津地区地铁隧道施工中存在富水砂层等复杂水文地质条件下的冻结问题,通过室内模型试验和数值模拟的结合,研究了冷媒温度和渗流速度对砂土冻结温度场、交圈时间和冻结壁发展的影响。研究结果表明：随着冷媒温度降低,冻结管附近的温度梯度越陡,冻结壁也变得更厚。渗流存在时,渗流水将冷量从上游带到下游,阻碍了冻结壁在上游方向的发展,同时在一定程度上推动了冻结壁在下游方向的发展,导致冻结壁厚度不均匀。最终,冻结壁的形状从静水时的圆形发展为心形。在实际工程中,采用注浆等手段减缓渗流速度,并降低冷媒温度,可缩短交圈时间,确保冻结进程顺利进行。     

冻融条件下围岩膨胀力对斜井支护的影响研究

针对膨胀泥岩在冻融过程中的特殊工程性质,结合查干淖尔一号井主斜井在采用人工冻结法施工过程中表现出的大变形现象,采用数值模拟方法开展了不同膨胀力对斜井支护结构的影响研究。基于FLAC3D中的热力耦合模块对主斜井冻结法施工中膨胀岩的冻胀融胀过程进行模拟,通过比较不同膨胀力条件下2种支护结构的变形规律和受力情况,认为采用似马蹄形支护结构可有效地抵抗井壁变形,增强井筒的稳定性。研究成果可为类似工程支护优化及施工提供参考。     

冻结作用对含裂隙岩体的影响分析

在我国西部地区采用冻结法建井过程中,井筒穿越的地层中存在含有裂隙的岩体,裂隙岩体的冻结导致裂隙面的变形并产生冻胀力,对地层的稳定性造成不利的影响,严重危害井筒建设的安全性。以西部地区某立井井筒的实际工程地质条件为背景,运用ABAQUS有限元数值分析软件,对冻结作用中裂隙几何特征与裂隙岩体的冻胀变化规律进行了有限元数值分析研究,获得了裂隙冻胀变形、冻胀力与裂隙的尺寸之间的函数关系。