冻结壁稳定性的冻结管曲率检验法

本文综合应用冻结壁蠕变规律模型试验及数值模拟结果，分析了冻结管变形规律和冻结壁位移规律的关系，研究了冻结管变形曲率的数学表达式。在此基础上，提出了冻结管安全性曲率检验法，并以曲率检验法的观点探讨了冻结壁设计和工程施工的若干问题。     

深厚粘土层冻结管受力机理模拟分析

针对杨村煤矿副井407．3m～445．35m段特厚砂质粘土层冻结管断裂情况,本文利用有限元软件ABAQUS进行受力机理模拟分析,得到冻结管应力、位移分布规律,从而判断出冻结管断裂位置在砂质粘土与砂土交界处,通过与现场监测情况进行对比,分析出冻结管受力断裂主要原因在于两种土层冻胀不同造成的,并提出相关施工建议为后期矿井建设提供参考。     

外壁恒温单圈冻结管温度场数值模拟分析

通过简化外壁恒温条件下单圈冻结管温度场数学模型,建立了Ansys二维平面模型,运用无量纲参数主要分析了在不同影响因素组合下轴面、界面以及主面冻结温度场的冻土厚度和平均温度的发展规律,并与工程实际分析比较,以期为复杂的多圈冻结管温度场的数值模拟分析提供一些理论依据．     

软弱地层中桩孔人工冻结数值模拟分析

人工冻结数值模拟分析以温度场理论为基础,模拟分析冻结壁形成过程中等温线的分布情况以及冻结壁达到设计要求的时间因素。在一定假设条件下通过选取具体的工程地质参数,重点分析四根冻结管共同作用下,在直径80 cm的56#桩周围形成冻结壁开始发生交圈所需时间。冻结壁达到设计要求0.55 m。得出各冻结管在土体中形成的冻结壁发生交圈时等温线的分布图和所需的时间,冻结壁达到设计要求时等温线分布图。     

冻结壁位移对冻结管断裂的影响

采用现场实测与数值模拟相结合的综合研究方法，对深部厚粘土层冻结凿井时冻结壁的位移和底鼓时间上和空间上进行了全域性的研究，从而找出了冻结管断裂的主要原因。     

深厚冲积层冻结管断裂机理分析

介绍了深厚冲积层冻结管断裂的主要特点,通过对冻结管受力状况进行分析,可知其应力主要包括:冻土外压力和盐水内压力作用引起的冻结管应力、冻结管自身温度变化引起的温度应力、土层与冻结管间摩擦力作用引起的竖向应力、冻结管侧向变形引起的弯曲应力;并总结出深井冻结管断裂的主要原因,在此基础上提出了深厚冲积层冻结管断裂的防治措施,为深井冻结设计及施工提供参考。     

内衬管长度与冻结管的极限承载力关系研究

对含内衬管的坡口对焊接头冻结管抗弯承载能力与变形进行了实验和有限元计算,实验结果验证了有限元数值计算是可靠的。把“回归正交试验分析法”引入到数值计算中,用较少的计算次数,计算出不同长度内衬管对坡口对焊接头冻结管承载力的影响。计算结果表明：冻结管直径越大,增加内衬管长度对提高冻结管承载力的影响越显著;对直径小于130mm的冻结管,增加内衬管长度对提高冻结管承载力的影响很小。同时,回归出内衬管长度与坡口对焊接头冻结管承载力之间的经验公式,计算结果与试验结果误差很小,可为冻结管接头设计提供理论依据。     

液氮冻结管壁温度的分布规律

分析了冻结管的材质、结构、布置方式、串联方式等不同条件下液氮冻结试验中的管壁温度数据.结果表明:采用传统冻结管结构的液氮冻结中,冻结管口与管底的管壁温度差别较大,在冻结管长度方向上管壁温度成近线性分布;采用在供液管上开孔的冻结管结构,可以有效减少冻结管壁的温差,特别是在供液管底部封堵后,采用较小的开孔间距时,冻结管壁温度分布基本是均匀的;在冻结管串联时,相同深度位置进液管壁温度都低于出气管壁温度,且两者的温差基本一致.液氮灌入量、冻结管材料、结构和连接方式是影响冻结管壁温度分布的主要因素.     

郑州市轨道交通工程冻结法施工中温度场的数值模拟

以郑州市轨道交通5号线工程众意路站~CBD站区间原状土为对象,应用ANSYS软件创建冻结壁温度场模型,采用有限元方法模拟水平冻结管单管温度场的形成过程,研究冻结法施工过程的温度场变化规律,为实际工程施工提供理论参考。     

基于ANSYS的特厚冲积层冻结壁位移场数值分析

随着能源需求的剧增,矿井建设逐渐向深处发展,随之而来的冻结管断裂等问题浮出水面,特深厚冲积层矿井建设问题成为一个急需解决的难题。本文采用ANSYS数值模拟方法对冻结法凿井所涉及到的冻结壁的厚度、平均温度、开挖段高、开挖段暴露时间等影响冻结壁稳定性的因素进行了仿真分析,得出了有价值的结果,对工程设计起到了一定参考作用。     

冻结管柔性接头的研究

防止冻结管断裂在国内深井冻结中已成为关键技术。本文在柔性接头研究的基楚上阐述了冻结管上的各种应力与刚度之间的数学关系,并提出一种防止断管的原理。文中介绍了据此理论设计的柔性接头及其刚度曲线和应力释放效果等问题。也指出了影响刚度的诸因素。     

冻结管断管原因及冻结温度场数值计算分析

杨村煤矿副井安全顺利通过井筒掘砌的薄弱环节深厚粘土层位,但出现了多根冻结管断裂现象。该粘土层导热性能差,冻土发展速度慢,冻土强度低,同时,施工过程中掘砌段高大,井帮暴露时间长,从而引起较大的井帮位移和底鼓量,是造成冻结管断裂的主要原因。根据冻结管的实际偏斜位置,同时考虑冻结管断管影响,建立有限元计算模型,计算分析了该层位的冻结温度场分布情况,井帮温度为-10～-13℃之间,井帮温度数值计算结果与实测结果相差一O．7～0．4℃,表明数值计算结果是可靠的,可为淮南矿区深厚粘土层冻结设计和施工提供参考。     

立井多排管冻结温度场的数学模型研究

人工地层冻结是地下工程施工中的一种特殊方法,本文以立井双排管冻结工程为例,对多排管冻结温度场的数学模型进行了初步分析和研究,并采用ANSYS软件对工程实例进行了数值计算,为多排管冻结工程的设计和施工提供参考依据.     

季节冻土层影响下冻土墙温度场模型试验研究

为了研究季节冻土层对冻土墙温度场的影响,基于相似理论开展了季节冻土层影响下冻土墙温度场模型试验.通过水平冻结管形成季节冻土层,竖向冻结管冻结基坑侧壁土体,进行了6种度条件下季节冻土层温的温度场试验.使用无量纲非线性回归公式对试验结果进行了分析,并推导了季节冻土层作用下冻土墙的厚度扩展速度公式和交圈时间公式.结果表明,季节冻土层温度为-12℃,-3℃和无季节冻土层时冻土墙交圈时间分别为10.2,17.5和21 h,而从交圈到达到设计冻土墙厚度的时间分别为12.8,14.3和24.1 h.说明季节冻土层对减少冻土墙的交圈时间和增加交圈后冻土墙的厚度扩展速度都起到了有利作用.回归系数与季节冻土层温度之间具有明显的规律性,能够合理反应和解释试验现象.     

冻结管断裂微机报警系统的研究

本文提出了应用微机高速数据采集和信号处理技术,研究冻结管断裂微机报警系统。在获取冻结管断裂信号特征及其在冻结管内传播规律的基础上,同时采用双重排除干扰信号措施,研制成功冻结管断裂微机报警系统。     

定向渗流诱导的非对称冻结帷幕稳态温度场解析解

受水流对流传热以及冻结管热传导叠加影响,渗流场作用下人工冻结帷幕的形状具有明显的非对称性。为解决冻结帷幕形状不规则给冻结温度场计算带来的困难,以直线排布的三管冻结温度场为研究对象,采用分段等效的方法,对该类冻结帷幕的形状进行简化,基于稳态温度场的求解理论,推导得出定向渗流作用下非对称冻结帷幕稳态温度场解析解以及冻结帷幕厚度、平均温度的计算公式。为了对公式的合理性进行验证,自主构建水热耦合物理模型试验系统,并开展不同流速条件下三管冻结温度场演化规律的模型试验。研究结果表明：关键轴线上冻结温度的计算值与试验结果的吻合程度较高,解析解的合理性得到模型试验的验证。冻结帷幕的交圈时间以及非对称系数随着流速的增加急剧增大。当地层中存在渗流场时,冻结温度场变化过程较为复杂,但冻结帷幕的平均温度整体仍然表现出随着冻结帷幕厚度的增加而降低的规律。本文得出的解析解能够实现对渗流场作用下人工冻结温度场较为准确的数学描述,将为大流速渗透地层人工冻结温度场的计算提供参考。     

贮碱罐焊接接头开裂原因及防止措施

结合抚顺石化公司石油一厂两个60 m     

冻结法凿井冻结壁内外部冻胀力的工程实测及分析

在郭屯矿、郓城矿冻结法凿井过程中,开展了冻结壁内、外部水平地压的现场实测研究.结果表明:地层冻结过程中,冻结壁内、外部产生了极其显著的水平冻胀力;最大冻胀力达到初始水平地压的0.8～1.23倍,普遍介于0.9～1.1倍之间;导致冻结壁外载最大达到甚至超过初始水平地压的2倍.井筒掘进过程中,冻胀力发生了不同程度的释放,冻结壁外部残余冻胀力约为最大冻胀力的0.45～0.60倍,使冻结壁外载约为初始水平地压的1.5倍.冻胀力的积聚与释放,加剧了井筒掘砌过程中冻结管与冻结壁的受力与变形,并使冻结压力接近甚至超过初始水平地压,是威胁冻结凿井安全的关键因素.     

冻结法凿井冻结温度场的数值反演与模拟

考虑了冻结孔的实际偏斜状况，提出了基于平面有限元模型的冻结温度场数值反演及模拟方法．介绍了模型的基本特征、计算参数及数值反演、模拟的基本步骤．由于能够模拟冻结孔的实际分布状况及冻结管外表面的温度下降过程，并且以土性参数的反演为前提，因而该模型能够以较高的精度模拟冻结温度场的发展过程．通过某冻结温度场的数值模拟实例验证了该方法的可行性，并对影响数值模拟结果的主要因素进行了分析．