黃土地層凍結(jié)壁厚度預(yù)測方法及工程應(yīng)用研究.pdf

1、人工凍結(jié)法在礦山工程、隧道建設(shè)、深基坑支護等工程中應(yīng)用廣泛。該工法的研究與應(yīng)用多在上海、江蘇省、浙江省等地區(qū)，但針對中西部地區(qū)黃土地層的人工凍結(jié)法研究與應(yīng)用較少，在黃土地層凍結(jié)壁設(shè)計及工程應(yīng)用方面尚存在諸多困擾工程界的問題。因此，本文針對黃土地層凍結(jié)壁形成過程及工程應(yīng)用展開研究，給出了考慮土體含水量、凍結(jié)管布置間距等因素影響下凍結(jié)壁厚度的預(yù)測方法，為人工凍結(jié)法在黃土地區(qū)工程建設(shè)應(yīng)用提供理論支撐和技術(shù)指導。
　　通過數(shù)值計算對黃土地

2、層圓環(huán)布管凍結(jié)壁溫度場變化進行了分析，得到其溫度場的變化規(guī)律。隨著時間的推移，凍結(jié)壁溫度經(jīng)歷快速下降、減速下降、趨于穩(wěn)定三個階段。圓環(huán)布管條件下，凍結(jié)壁內(nèi)側(cè)凍結(jié)厚度擴展速度比外側(cè)快，且厚度較外側(cè)大。對凍結(jié)管施加負溫后，凍結(jié)鋒面由凍結(jié)管向外擴展，凍結(jié)壁厚度逐漸增加，擴展速率逐漸降低，形成穩(wěn)定厚度的凍結(jié)壁。進而揭示了土體含水量、鹽水溫度及凍結(jié)管布置間距等因素對凍結(jié)壁形成的影響，在固定鹽水溫度下，同一密度的土體，含水量大的土層凍結(jié)壁形成速度明

3、顯快于含水量低的土層；對同一含水量土體，凍結(jié)壁形成速度隨著鹽水溫度的降低而增大，隨著凍結(jié)管間距的增大而減小。黃土凍結(jié)壁穩(wěn)定厚度隨著土體含水量的增大而增大，隨著鹽水溫度的降低而增大，隨著凍結(jié)管間距的增大而減小?；跀?shù)值計算結(jié)果，擬合得到圓環(huán)布管條件下考慮土體含水量與凍結(jié)管間距確定黃土凍結(jié)壁厚度的計算公式。進一步基于一字型布管條件下的數(shù)值計算結(jié)果，擬合得到一字型布管條件下，考慮土體含水量與凍結(jié)管間距確定黃土凍結(jié)壁厚度的計算公式。