软土地层冻结加固工程塑料管冻结壁形成规律及影响因素研究

针对地铁隧道盾构进出洞冻结加固工程中,盾构机刀盘无法切割土体中钢制冻结管的难题,提出采用塑料管作为冻结管,以实现直接切割。为获得塑料管冻结时的冻结壁发展规律,采用实体物理模型试验与有限元模型分析相结合的方法进行研究。将模拟计算数据与实体物理模型试验数据进行对比,验证了有限元计算模型的准确性;基于该模型,研究不同因素对冻结壁的影响规律。研究结果表明:PVC(聚氯乙烯)管冻结时的冻结壁发展速度约为钢管冻结时的0.85倍;PVC管冻结时,管径与初始地温对冻结壁发展速度有一定影响,冻结壁发展速度随管径增大而线性增快,随初始地温上升而线性降低;PVC管冻结时,盐水温度对冻结壁发展速度影响较为明显,两者之间近似呈线性关系,盐水温度每降低5℃,冻结壁发展速度增快6.2 mm/d。

基于冻胀量与时间平方根之比确定冻胀分级的探讨

冻胀分级指标是寒区基础工程设计和冻胀防治的关键指标,目前既有方法多认为冻胀分级是材料的一种基本属性,常使用经验或半经验的分级指标表示土体冻胀能力,但缺乏理论支撑。而冻胀试验复杂、耗时长,不利于指标测试。为提出合理简单的冻胀分级指标,首先从冻胀机制角度出发,建立非饱和土冻胀解析模型,并对模型进行了验证。基于该模型提出了以冻胀量和时间平方根之比作为确定冻胀分级的新指标R(mm/h^(0.5)),并以大量冻胀试验结果为依据,提出当R<0.21时,对应低冻胀等级,当0.21≤R≤1.18时,对应中等冻胀等级,而当R>1.18时,对应强冻胀等级。此外利用统计概率分析了冻胀过程中各指标数值的概率密度分布,发现新指标R在冻胀过程的集中程度和稳定性是最高的。新指标R具有理论基础,同时耦合了土性参数和冻结环境因素,突破了既有冻胀分级指标的局限性,完善了现有冻胀分级体系,为寒区工程设计和冻胀防治提供理论依据。

祁连山区永冻地层钻探工程施工方法

通过对高海拔地区永久冻土层的冻结因素和岩心钻探孔内复杂问题的技术分析,从钻孔结构和钻进方法的选择、低温耐寒聚合物冲洗液的选型和配制等方面探讨了在永冻地层钻探施工预防孔内冻结事故和由于孔壁岩石吸热融冻而发生坍塌、缩径、漏失事故等必须解决的关键问题。

高海拔地区永冻地层钻探工程施工方法

通过对西北高海拔地区永久冻土层的冻结因素和岩芯钻探孔内复杂问题的技术分析,从钻孔结构和钻进方法的选择、低温耐寒聚合物冲洗液的选型和配制等方面探讨了在永冻地层钻探施工预防孔内冻结事故和由于孔壁岩石吸热融冻而发生坍塌缩径漏失事故等必须解决的关键问题。