多圈管凍結(jié)水熱耦合模型試驗(yàn)及優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、本文通過查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合我國目前凍結(jié)法鑿井在煤炭領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，運(yùn)用模型試驗(yàn)、數(shù)值模擬的方法對多圈管凍結(jié)條件下水分場、溫度場以及水熱耦合規(guī)律的初步研究，進(jìn)而對某一工程實(shí)例凍結(jié)方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的初步探索，為我國穿越深厚表土層的凍結(jié)法鑿井的理論研究和技術(shù)進(jìn)步起到促進(jìn)作用。
　　 利用安徽理工大學(xué)凍土研究所自行研制的多圈管凍結(jié)模型試驗(yàn)系統(tǒng)，獲得了中圈管凍土交圈時間最短，其他依次是外圈與中圈之間、內(nèi)圈與中圈之間、外圈之間和內(nèi)圈之

2、間;水分場的分布規(guī)律可以劃分為三個水分遷移區(qū)域:外圈管布置以外和內(nèi)圈管布置以內(nèi)的區(qū)域，土體含水量凍結(jié)后提高約11％、中外圈和中內(nèi)圈之間的區(qū)域，土體含水量凍結(jié)后減小約9％、靠近凍結(jié)管的區(qū)域，其土體含水量凍結(jié)后約提高約8％～12％。結(jié)合模型試驗(yàn)的設(shè)計(jì)參數(shù)和相關(guān)條件，運(yùn)用大型有限元軟件ADINA進(jìn)行水熱耦合的數(shù)值模擬，獲得了凍結(jié)鋒面處的溫度梯度最大，水分遷移也最劇烈。在整個溫度場里，水分的遷移具有不均勻性，水分遷移的主要受凍結(jié)降溫區(qū)域的影響，