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《安徽理工大学》 2005年
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三圈管冻结壁形成特性的试验研究

崔灏  
【摘要】:深厚冲积层冻结壁的设计是冻结法凿井中的难题,目前对三圈管冻结壁的形成特性研究较少,而对三圈管冻结壁形成过程中的温度场、水分场和冻胀力应力研究至今还未见有详细的报道。本文首先对三圈管冻结壁的温度场、水分场进行了理论分析,采用室内模型试验的方法对三圈管冻结壁的形成特性进行了模拟:冻结壁内部各个区域的温度场形成,冻结壁内部,圈与圈之问和管与管之间的水分迁移,冻结壁温度场与冻结壁水分场的关系,不同含水量条件对冻土强度的影响等进行了试验和分析,并用大型商业计算软件ADINA对三圈管冻结壁形成过程的温度场进行了数值模拟。在本试验条件下得出中圈管间的冻结壁交圈最早,依次是外圈管、内圈管、外圈管与中圈管、内圈管和中圈管交圈;在冻结壁交圈之前,外圈管、中圈管和内圈管间的含水量先是增大后减小,而内圈管与中圈管、中圈管和外圈管间的含水量逐渐减小;中圈管的管问的冻胀力最大,而外圈管和内圈管的管间的冻胀力相对较小;通过对不同含水量条件下的冻土强度试验,得出在相同温度下,小于饱和含水量时,冻土的强度随着含水量的增大而增大,在相同含水量条件下冻土的强度随着冻结温度的下降而增大;利用ADINA软件模拟出的交圈时间与模型试验的交圈时间相吻合。本文的研究对现场冻结壁的设计与施工具有一定的参考意义。
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