直线双排管冻结壁平均温度的等效抛物弓形模型

在双排管冻结壁温度场的巴霍尔金(Бахолдин)解析解和考虑地层实际冻结温度时该解的修正解的基础上,建立了一种双排管冻结壁的平均温度解析计算模型——等效抛物弓形模型。该模型以冻结壁某一横截面厚度上的等效抛物弓形法计算的平均温度来等效整体冻结壁的平均温度。在实际工程中可能出现的冻结管平面布置参数变化范围内全面考察了冻结壁平均温度等效抛物弓形计算结果与依据巴霍尔金解析解数值积分计算结果的误差以及误差规律。结果表明,等效抛物弓形计算的冻结壁平均温度误差较小,具有足够的工程精度。

双排管冻结下冻结壁温度场形成特征的数值分析

冻结时间、冻结壁厚度和冻结壁温度场的性状是冻结法施工的关键参数 ,以工程实例为背景 ,考虑了水的导热系数λ和比热c的相态变化以及冻结管吸热参数随温差而变化等因素 ,利用ANSYS大型有限元计算程序 ,对单、双排管冻结下冻结壁的形成及其变化特征进行详细的计算分析 ,得出了双排管冻结下冻结时间缩短、冻结效率提高、冻结壁平均温度下降等特性 .最后 。

双排管冻结土帷幕厚度的测点位置敏感度分析

冻土帷幕厚度是冻结法施工过程中人为进行冻结控制的重要参考因素。施工中常采用巴霍尔金公式根据现场实测的测温点温度数据,结合温度场公式来反算冻土帷幕厚度。本文基于双排管巴霍尔金公式,对测温点位置的变化对冻土帷幕厚度的影响进行敏感度分析。理论分析结果表明,测温点布置在主面上靠近冻土帷幕边缘和双排管之间的中心附近位置时能得到比较准确计算结果(本文仅从理论上对测温点位置变化对帷幕厚度影响进行分析,工程实际一般不在双排管之间布置测温点);界面上与主面上的误差变化规律基本相同,且误差相对主面来说更小。故根据本文的计算结果,将测温点布置在界面上靠近冻土帷幕边缘和双排管之间的中心位置,能够使测温点位置对冻土帷幕厚度的推算误差影响最小,有利于保证工程施工质量和安全。

渗流作用下富水砂层双排管冻结壁形成规律模型试验研究

针对渗流地层中冻结壁长时间不交圈的难题,根据多孔介质传热理论与达西定律建立渗流场与冻结温度场耦合控制方程,得出两者相互作用机制;基于相似理论,建立渗流作用下梅花型布置双排管冻结模型试验系统,对渗流地层中冻结壁形成的主要影响因素进行正交试验研究,并在相同条件下进行单排管冻结对比试验。研究结果表明:双排管冻结时,地下水流速是影响上游冻结壁厚度的首要因素;孔间距是影响冻结壁交圈时间的首要因素;盐水温度是影响下游冻结壁厚度与冻结壁平均温度的首要因素;在本试验条件下,地下水流速5～25 m/d时,双排管冻结时上、下游冻结壁较单排管冻结时分别增厚62.6%～151.8%,3.7%～33.8%;交圈时间缩短7.1%～91%,冻结壁平均温度降低了12.1%～103.9%;并对冻结壁交圈时间与地下水流速之间进行非线性回归,得出冻结壁在不同条件下能交圈的极限流速;最后提出渗流作用下冻结工程对策,为类似冻结工程设计施工提供参考。

人工降水影响下富水砂层冻结施工技术应用

以南昌某地铁联络通道冻结工程为背景,在地下水头高、江水补给快、地层渗透性高以及周边人工降水不可调和的复杂情形下,针对冻结壁不交圈问题,提出了复杂工况条件下判断及解决冻结壁不交圈问题的冻结施工技术。该技术具体包括纵向测温、地下水流速流向测试、注浆降低地层渗透性以及双排管强化冻结等一系列技术措施。通过探孔检验,证明了该技术能有效解决因人工降水等引起的冻结壁不交圈的问题,达到了较为理想的冻结效果。

考虑FGM特性的双排管竖井冻结壁应力场分析

对双排管竖井冻结所形成的冻结壁等效成材料性质沿厚度呈梯形分布的功能梯度材料(FGM)无限长厚壁圆筒,通过求解均布荷载下该类厚壁圆筒的弹性解析解,并利用摩尔-库伦屈服准则求解其弹塑性解析解。根据解析解,进行双排管竖井冻结壁的应力场分析,将分析结果与均质冻结壁模型进行对比,提出对设计施工具有参考价值的建议。