人工冻结土体冻胀融沉的模型试验

在分析人工冻结土体与自然冻结土体的冻结差异、比较国内外土体冻融模型试验装置的基础上,介绍了所研制的人工冻结土体冻胀融沉模型试验装置及其应用情况．并利用该试验装置对徐州地区常见的粘土进行了冻结试验,检验了该试验装置的可靠性和实用性;得出了人工冻结土体在冻融过程中土体在垂直方向上的冻胀远小于它在该方向上的融沉等几点结论     

某越江隧道超深联络通道冻结工程的数值模拟分析

武汉地铁二号线越江隧道3#联络通道和排水泵房并建,采用水平冻结法和矿山法施工。3#联络通道位于长江下,最大埋深达50 m,地压达0.4 MPa,施工难度大,风险高。为保证施工安全,应用ANSYS数值模拟软件,对3#联络通道冻结设计加固方案形成的帷幕进行可靠性验算。结果表明：冻结壁的强度和刚度以及变形都满足设计要求,为冻结设计和施工提供了定量依据。     

冻结法施工中的冻土特性试验研究

为获得冻结法施工中土体冻胀融沉特性规律,以某地下联络通道工程为原型,根据相似理论,进行了水平冻结模型试验。结果表明,冻胀融沉过程中,土体温度先迅速降低后升高,维持在0℃一段时间后,继续缓慢升高至室温;土压力值先增加后减小,其中,竖向土压力值随深度的增加而增大,相同埋深下,距冻结管越近,水平土压力值越大;土体融化固结沉降值明显大于冻胀位移值,土体竖向位移较水平位移变化显著。积极冻结期内土体温度降低速率变慢,且埋深越大、距冻结孔越近,土体温度降低越快、降幅越大;无侧限土体压力值先增加后减小,侧限土体压力值则逐渐增大,全封闭土压力值变化率更显著。     

富水砂卵石地层地铁联络横通道人工冻结数值分析

人工地层冻结法作为一种常用的土层加固方法,被广泛应用于煤矿、地铁等地下结构工程中。成都地区的砂卵石地层含水量丰富,渗透系数大,实施冻结法难度更大。以成都地铁10号线某隧道区间为工程依托,研究采用人工冻结法在砂卵石地层中修建联络横通道的问题。对冻结工程进行现场监测,根据冻结管实际布置形式建立考虑冰水相变的非线性三维弹塑性热—力耦合数值模型,通过现场监测和数值模拟两种手段对积极冻结期温度场和位移场的发展及分布规律进行研究。结果表明：数值模拟结果与现场监测数据吻合较好,建立的数值模型比较可靠;冻结壁交圈时间是冻胀变形快速增长的临界时间点,交圈时间约为25 d;冻结43.7 d时冻结壁厚度达到2 m,在37.8 d时冻结壁内平均温度达到-10 ℃,满足后续开挖施工要求。     

水下盾构隧道联络通道地震响应分析

基于有效应力动力分析法,建立广深港客运专线狮子洋水下盾构隧道主隧道、联络横通道及地层相互作用的三维模型,采用Byrne模型描述地层的动力特性,对模型分别输入横向和纵向地震波,研究主隧道结构及主隧道与联络横通道交叉部位的动力响应特征,重点分析了两种地震波对地层孔隙水压力以及隧道交叉结构受力变形的不同影响.计算结果表明:在纵横地震波作用下,地层孔隙水压力变化规律基本相同,隧道顶部地面粉细砂层发生液化,但对隧道结构影响较小;地震波入射方向对结构振动响应影响显著,横向激振对交叉结构受力变形的影响大于纵向激振;两种地震作用下结构所受的最大压、拉应力未超过强度容许值,结构抗震满足要求.由于地震作用过程中,隧道顶部土层有效应力降低较大,为防止主体结构上浮,建议对该土层进行加固处理.     

群桩承台下土体位移场可视化模型试验及其数值模拟

为了从细观角度分析桩土共同作用的内在机理,利用数字图像相关技术,通过室内模型试验得到了群桩基础的承载力特性、承台下土体可视化位移场,并结合有限元技术实现3维位移场分析。研究结果表明：群桩基础的荷载-沉降关系呈缓降型,常规桩基后期承载力由桩来控制;而复合桩基后期承载力由承台下土体控制,且荷载沉降特性更具天然地基承载特性。...     

冻结法在富水砂层地铁联络通道施工中的应用

近年来,随着社会的发展,我国的地铁工程建设的发展也有了前所未有的提高.鉴于地铁联络通道为地铁建设领域的重点内容,文章围绕冻结法在其中的应用,首先阐述了冻结法的基本技术特点,明确了该施工工法所具有的优势,然后分析了冻结设备的安装及具体施工工艺流程,最后对冻结法应用期间的监测等相关工作进行了分析,希望可为类似工程提供参考.     

冻结法施工地铁联络通道后期渗漏水分析及处置研究

地铁联络通道施工风险较高,在地质条件复杂和地面环境复杂的情况下,必须采用合理的方法进行加固才能开挖,联络通道施工一般通常要采用降水和冻结的方法才能够提高施工质量。冻结法施工适应性强、安全系数较高,不影响地面活动,因此在地铁工程施工中应用非常广泛。但是使用冻结法加固的地层,常因地下水发达和施工条件恶劣等原因而容易发生渗漏...     

含有半圆环形衬砌的弹性半空间受线源荷载作用的位移场

研究含有半圆环形衬砌的弹性半空间受一线源荷载作用时位移场的解答,给出了含有半圆环形衬砌的弹性空间在其水平表面任意一点承受时间谐的出平线源荷载作用时位移场的解答,分析了该位移场的性质,为采用Green函数方法并利用契合方法研究界面圆环形衬砌周边动应力集中问题奠定了基础。     

间歇冻结控制人工冻土冻胀的试验研究

土体冻胀容易引起地表产生不均匀变形，因此控制冻胀的产生和发展始终是人工冻结技术的重要课题．通过试验比较了人工冻土在连续冻结模式、控制时间的间歇冻结模式和控制深度的间歇冻结模式下，土体冻胀的发展变化规律及冻胀控制与冻结模式之间的关系．结果表明：与连续冻结和控制时间的试验相比，在冻结锋面趋于稳定和温度梯度趋于恒定前，采用控制冻深的间歇冻结模式能够有效地抑制人工冻土冻胀的发展，冻胀量仅为连续冻结模式的19．8％；不同的变温起始时间对冻土冻胀控制的效果不同，在冻结过程刚刚进入拟稳定阶段时，迅速改变冷端温度，将使土样内的温度场不能达到稳定状态，从而推迟起始冻胀的时间，抑制冻胀的产生．     

人工冻结土体冻胀规律分析

在介绍人工冻结土体冻胀特性及阐述冻胀机理的基础上,分析了影响土体冻胀的诸多因素,以便更好的在市政工程中建设地下仓库、地铁硐室以及进行深基坑支护等。     

不同人工冻结方向条件下土的冻胀试验研究

为了解决人工冻结施工中的冻胀问题,从工程实际出发,进行不同人工冻结方向以及不同冻结温度模式(恒温和正弦变温)的冻胀试验研究,并对试样的温度场、冻胀量、含水率及干密度等进行对比分析.试验结果表明:在相同试验条件下,正弦变温冻结试样的冻胀量值最小,自下而上恒温冻结试样的冻胀量最大;自上而下恒温冻结、正弦变温冻结和自下而上恒温冻结试样的含水率和干密度变化趋势相同,可知在相同试验条件下,冷端输出的冷能一定时,人工冻结试样内部水分迁移规律将相同.     

土体冻胀试验系统的研制与应用

为了研究土体在不同环境下的冻胀特性,自主设计研制了土体冻胀试验系统.该系统模拟自然条件下路基土的工作状态,从温度荷载的加载方式、上覆荷载的加载方式、水分补给方式、侧向约束条件等方面严格控制试验环境.基于温度控制盘、滑动绝热装置的创新设计,在实验室内实现了对路基土冻胀过程的真实模拟,并实现了冻结过程中温度分布、上覆压力和冻胀变形的实时监测.最后,通过饱和粉质黏土冻胀试验的测试结果,验证了该系统的可靠性和有效性,明确了土体冻结过程中的温度分布特征和冻胀变形规律.     

双线冻结隧道下穿车站冻胀特性模型试验与工程实测

为保证双线隧道冻结下穿施工中上部结构安全,需对冻结下穿过程中的冻胀规律进行深入研究以得出最优施工方案。基于上海地铁18号线双线隧道冻结下穿地铁10号线国权路车站工程,开展模型试验和工程实测,研究了上覆车站底板在全长冻结和分段冻结两种模式下的冻胀规律。结果表明：分段冻结模式对上覆结构产生的最大抬升量为20.5 mm,其出现在第二条隧道冻结期间,小于全长冻结模式产生的最大抬升量30 mm。车站底板在分段冻结模式下产生整体抬升,第二条冻结隧道在积极冻结期间的抬升速度为0.12 mm/d,大于第一条隧道冻结时的抬升速度0.08 mm/d。实际工程中采用取土卸压等方法降低冻胀量,得出车站底板最大抬升量为25.41 mm。试验得出的车站底板抬升规律与施工数据呈现较好的一致性,有效的指导了工程施工。     

水平冻结加固冻胀融沉模拟试验

为填补当今学界在冻胀防治技术的应用研究方面的空白,文章结合上海地铁建设工程实际,采用模拟试验的方法,分析研究了预留管拔除法和热盐水循环法抑制冻胀的机理以及抑制冻胀的实际效果和相关的影响因素,为上海软土冻结加固冻胀融沉的防治提供了理论依据和有关的参考数据.     

人工冻土冻胀及其抑制研究述评

人工冻结法施工技术是岩土工程尤其是特殊地质和工程条件下地下工程施工的重要方法之一,但冻胀现象制约了该方法的推广应用。从人工冻土冻胀的影响因素、物理模拟概况、数值模拟现状及冻胀抑制等方面总结归纳了国内外在冻胀及其抑制上的研究成果。     

软黏土三维水-热-力耦合冻融模型及应用

人工地层冻结法是沿海地区软黏土进行地层加固的一种常见绿色工法,地下空间开挖的大型及复杂化使目前冻结法面临更加复杂的渗流环境.为此,通过分凝冻胀理论刚性冰模型的三维化推广,建立能考虑水分迁移的热-水-力耦合作用冻胀融沉模型,以模拟复杂渗流环境下的人工冻结工程.基于模型使用COMSOL有限元进行模拟,与同尺寸室内模型试验数...