隨著臨海、臨江城市軌道交通建設的不斷推進,盾構機因刀具大面積磨損,在地質(zhì)條件復雜多變的海底、江底“受困”的情況越來越多。凍結法以其自身安全可控、適用范圍廣、解凍后不影響盾構掘進等特點,成為了復雜條件下盾構解困的首選方法。目前,國內(nèi)外對于滲流作用下的雙向分期凍結加固解困工程研究尚少。本論文以廈門地鐵三號線盾構機海底解困雙向凍結工程為背景,通過室內(nèi)試驗、三維數(shù)值模擬、模型試驗和現(xiàn)場實測相結合的方法,對滲流條件下海底盾構解困雙向凍結溫度場發(fā)展規(guī)律進行研究。本文的主要研究內(nèi)容和取得的成果如下:（1）通過室內(nèi)試驗對凍結工程所處地層進行試驗研究,獲得了該地層的基本物理參數(shù)、熱物理參數(shù)和力學參數(shù),通過砂礫層顆粒級配測定結果判定該砂礫層屬于中粗砂層。（2）建立滲流條件下海底雙向分期凍結三維有限元模型。首先,分別研究了典型參數(shù)下水平凍結、垂直凍結、雙向凍結溫度場發(fā)展規(guī)律;其次,通過單因素分析研究了地下水初始流速、初始地溫、垂直凍結管排距、單位時間通風量、鹽水溫度、垂直凍結管管徑及水平凍結管管徑對凍結溫度場的影響規(guī)律;最后,通過正交分析研究了各個影響因素對凍結溫度場影響大小關系。結果表明:盾構的存在對滲流... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：192 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

盾構機所處位置及凍結加固區(qū)域地層圖

（a）凍結管及測溫孔平面圖 （b）凍結管布置 3-3 剖面圖圖 1-2 凍結管及測溫孔布置方案圖Figure 1-2Arrangement Plan of Freezing Pipe and Temperature Measuring Hole該凍結加固工程凍結參數(shù)見下表。表 1-1 雙向凍結參數(shù)匯總表Table 1-1 Summary Table of Bidirectional Freezing Parameters序號 參數(shù)名稱 單位數(shù)量 備注1 凍結孔個數(shù) 個 86 垂直 78 個、水平 8 個2 測溫孔個數(shù) 個 7 沿縱深共布設 100 個測點3 垂直凍結管間距 m 0.8~1.0 /4 垂直凍結管排距 m 0.8~1.1 /5 水平凍結管間距 m 1.63~1.99 通過超前注漿孔打水平孔，孔位及方向已固定6 積極凍結鹽水溫度 ℃ -28~-30 凍結 7 天鹽水溫度達-18℃以下7 凍土平均溫度 ℃ ≤-12/-6 承載封水不大于-12℃，僅封水部位不大于-6℃8 凍結管規(guī)格 mm 127/89 垂直凍結管 127mm、水平 89mm9 實際凍結時間 天 45/90 垂直凍結 45 天，水平凍結 90 天，本文以該工程為背景，采取室內(nèi)試驗、有限元分析、模型試驗研究和現(xiàn)場實測相結合的方法進行滲流條件下海底盾構機解困雙向分期凍結溫度場發(fā)展規(guī)律研究。

凍結與垂直凍結相互影響關系及該工況下的薄弱路徑；②進行了單因素試驗分析，研究各因素變化對于溫度場發(fā)展影響規(guī)律，并對交圈時間進行了回歸分析；③通過對單因素實驗結果分析，選取對整個雙向凍結溫度場影響相對較大因素進行正交分析，確定各因素對于海底雙向凍結溫度場影響程度大小關系。（3）以典型參數(shù)下的有限元計算模型和相似準則為基礎，進行相同工況下的物理模型試驗研究。（4）對廈門地鐵三號線凍結加固解困盾構機工程進行現(xiàn)場實測，開展海底雙向分期凍結實測研究，通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，研究實際工程中雙向凍結溫度場發(fā)展規(guī)律；（5）綜合比較三種研究方法所得結果，相互驗證結果的可靠性，最終得出結論。1.5 研究方法和技術路線（Research Approaches and Technique Course）考慮到研究問題的復雜性，為了確保研究結果的準確性，本課題采用室內(nèi)試驗、有限元模擬、現(xiàn)場實測、模型試驗相結合的研究方法進行研究分析。技術路線見圖 1-3：

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于相似理論的典型大氣邊界層流動的數(shù)值模擬研究[D]. 趙冰春.廣東工業(yè)大學 2016
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本文編號：2956884