本文關鍵詞：地鐵隧道工程中人工凍結法關鍵技術及應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國現(xiàn)處于經(jīng)濟社會迅猛發(fā)展的大好時代,基礎設施的建設是我國社會發(fā)展的必要產物。而地鐵作為基礎建設工程的一種,它可以非常好地解決城市擁堵這一影響社會效率的問題,但是眾所周知地鐵是一種穿越復雜的地質的線狀復雜物,尤其是在有富集水的河和湖附近。所以其施工必要選擇科學可行安全的方法,良好的止水效果和增強土質強度的優(yōu)勢使得凍結法成為對于地下工程施工的一種綠色方法。本文首先對凍土自身的物理性質和凍土壁進行相關的理論分析,導出了溫度場的分布規(guī)律并引出凍結壁的形成規(guī)律；然后通過在上海某地鐵盾構法地鐵隧道施工地點取樣,進行相關的常規(guī)和凍土的物理力學試驗,得到土樣的物理力學性質；接著,以隧道凍結過程建立計算模型,運用有限元法ANSYS進行數(shù)值模擬；最后提出了對未來地下工程凍結法施工的展望。通過理論分析、理論計算、物理力學試驗和數(shù)值模擬,研究了影響凍結壁溫度場的有關因素,通過理論計算得到凍結相關的平均溫度和凍結帷幕厚度,凍結時間以及制冷設備的確定,通過物理力學實驗得到凍土相關的基本力學參數(shù),通過數(shù)值模擬凍土溫度場的變化情況可得凍土凍結時間的增加會導致凍結帷幕的增大和平均溫度的下降,并對驗證了人工凍結法在復雜地層環(huán)境下進行施工的理論和技術可行性。本文對凍結法在復雜地層環(huán)境下的設計和施工等提供了一定的指導意義。
【關鍵詞】：凍結法 物理力學試驗 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U231.3;U455.49
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 緒論13-19
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 凍結法的研究和應用現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 凍結法在隧道中應用現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 凍結法試驗的研究現(xiàn)狀16
• 1.3 本文研究內容、方法及技術路線16-19
• 1.3.1 研究內容16-17
• 1.3.2 研究方法17-19
• 2 凍結壁形成的理論分析19-33
• 2.1 凍土的形成19
• 2.2 凍土的物理性質19-23
• 2.2.1 物理遷移特性21
• 2.2.2 熱物理特性21-23
• 2.3 人工地層凍結法的溫度場23-33
• 2.3.1 凍土的形成23-24
• 2.3.2 凍結溫度場形成24-25
• 2.3.3 凍結溫度場的數(shù)學模型25-27
• 2.3.4 凍結溫度場溫度分布規(guī)律27-30
• 2.3.5 凍結壁內平均溫度30-33
• 3 人工凍土物理力學性能試驗33-49
• 3.1 工程概述33-34
• 3.2 常規(guī)土工試驗34-39
• 3.2.1 含水率實驗34-35
• 3.2.2 密度實驗35
• 3.2.3 比重實驗35
• 3.2.4 顆粒分析實驗35-36
• 3.2.5 無側限抗壓強度實驗36-37
• 3.2.6 三軸壓縮試驗37-38
• 3.2.7 壓縮試驗38-39
• 3.3 凍土試驗概述39
• 3.4 比熱的測定39-41
• 3.4.1 試驗方法39-40
• 3.4.2 試驗結果40-41
• 3.5 凍土、融土導熱系數(shù)測定41-42
• 3.5.1 試驗方法41
• 3.5.2 試驗結果41-42
• 3.6 凍土凍脹率、凍脹力的測定42-44
• 3.6.1 試驗方法與標準42-43
• 3.6.2 凍脹試驗結果43-44
• 3.6.3 最大凍脹力與凍最大脹率44
• 3.7 凍土三軸強度實驗44-49
• 3.7.1 試驗方法與標準44-45
• 3.7.2 凍土三軸剪切實驗結果45-49
• 4 理論計算49-69
• 4.1 凍結壁的厚度49-55
• 4.1.1 凍結壁厚度的算法49-53
• 4.1.2 根據(jù)測溫孔資料來推算凍結壁厚度53-54
• 4.1.3 小結54-55
• 4.2 溫度場的平均溫度55-57
• 4.3 制冷和制冷設備57-65
• 4.4 凍結時間65-69
• 5 工程案例及數(shù)值模擬分析69-77
• 5.1 工程概況69
• 5.2 凍土帷幕溫度場計算69-76
• 5.2.1 冷凍排管溫度場計算69-70
• 5.2.2 單排凍結管凍結溫度場分析70-73
• 5.2.3 雙排凍結孔溫度場計算73-76
• 5.3 結果匯總76-77
• 6 結論與展望77-79
• 6.1 主要研究成果77
• 6.2 展望77-79
• 參考文獻79-83
• 致謝83

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本文編號：330293