冻土帷幕设置加热限位管时温度场数值分析

为解决现有人工冻结法施工后周围地层产生冻胀融沉所引发的不良后果问题,设置加热限位管对冻土帷幕的发展进行限制。运用有限元软件分析在冻土帷幕主面上设置加热限位管时对冻土帷幕温度场发展的影响规律,主要得出：随着加热限位管盐水温度的升高,冻土帷幕厚度呈线性减小趋势;限位管循环盐水温度越高,最终形成的冻土帷幕边界平整性就越好,从而具有较好的限位效果;限位管应与冻结管对齐设置在冻土帷幕主面上;限位管与冻结管距离由最终控制冻土帷幕的厚度决定;循环热盐水的温度不宜过高,宜为5~10℃。

加热限位管对冻土帷幕厚度的影响研究

为解决现有人工冻结法施工后周围地层产生冻胀融沉所引发不良后果的问题,可设置加热限位管对冻土帷幕的发展进行限制,从而达到控制冻胀融沉的目的。运用有限元软件研究了设置加热限位管时对冻土帷幕温度场发展的影响规律,主要得出:加热限位管盐水温度每升高5℃,冻土帷幕厚度就减小约0.2 m;加热限位管循环5℃盐水时,在冻结30d前冻土帷幕厚度发展速度约0.05 m/d,之后由于加热限位管的作用,冻土帷幕不再向限位管以外发展,加热限位管作用效果明显;路径2各点温度一致,在冻结50 d时限位管盐水温度每升高5℃,其各点温度上升约1.5℃;在限位管开始循环热水前期,各点温度都有明显上升,离限位管越近温度所受影响越大;随着时间的推移,各点温度趋于稳定,循环热盐水温度越高,趋于稳定的温度值也越高。所得结果可为今后类似工程设计提供理论参考依据。

冻土帷幕界面设置加热限位管时温度场数值分析

为解决现有人工冻结法施工后周围地层产生冻胀融沉所引发不良后果的问题,可设置加热限位管对冻土帷幕的发展进行限制,从而达到控制冻胀融沉的目的。本文运用有限元软件研究在冻土帷幕界面上设置加热限位管时对冻土帷幕温度场发展的影响规律,主要得出:加热限位管盐水温度每升高5℃,冻土帷幕厚度就减小约0.2 m;在已冻结30 d,冻土厚度发展到1.6 m冻土上,加热限位管循环5℃盐水时,随着时间的增加冻土厚度慢慢变小,加热限位管作用效果明显;在限位管开始循环热水前期,各点温度都有明显上升,离限位管越近温度所受影响越大;随着时间的推移,各点温度趋于稳定,循环热盐水温度越高,趋于稳定的温度值也越高。所得结果可为今后类似工程设计提供参考依据。

加热限位管与自然解冻对冻土温度场影响的对比分析

为解决人工冻结技术产生冻胀融沉所引发不良后果的问题,可设置加热限位管来达到控制冻胀融沉的目的。运用有限元软件研究了设置加热限位管与自然解冻对冻土温度场发展的影响规律,主要结论:无需加热时,间距800 mm单排冻结管在冻结50天时冻土厚度可达2.4 m;当限位管循环5℃热盐水之后,各点温度都有明显上升,离限位管越近温度受影响越大,随着时间的推移,各点温度趋于稳定,最终冻土厚度约1.4 m;而自然解冻工况下冻土帷幕最终厚度约1.2 m,整个冻土帷幕温度趋于一致、强度变得均匀,单从最终形成的冻土帷幕来看,自然解冻是最好选择。