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《煤炭科学研究总院》 2008年 硕士论文
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赵固矿区冻结井壁温度场及壁后冻土冻融规律研究

高伟  
【摘要】: 本文通过现场实测和在现有冻结温度场分布规律、混凝土水化热释放规律以及井壁、冻结壁设计理论的基础上,结合冻土的热物理参数及影响井壁与冻结壁温度场的各热物理参数,建立合理的简化模型,借助大型有限元分析软件ANSYS对井壁温度场及壁后冻土冻融规律进行了数值模拟。首先,在理论上分析了各种条件下温度场的数学模型,并进行了有限元分析,为数值模拟提供理论基础。其次,结合赵固一矿现场实测,探讨了井帮温度、井壁温度及壁后冻土温度、冻结壁位移、冻结压力等分布规律。再次,在实测基础上模拟了不同井壁厚度、不同混凝土标号、不同井内养护环境及不同井帮温度等条件下井壁温度场及壁后冻土温度场,得到了井壁最高温度、井壁内外最大温差、井壁进入负温的时间、壁后冻土化冻范围、井帮最高温度及井帮回冻时间等参数,并与实测进行了对比分析。最后,在赵固一矿数值模拟的基础上,对赵固二矿进行了数值模拟应用。 本文通过实测与数值模拟相结合,分析了冻结壁与井壁温度场相互作用的规律,得到了井壁温度场及壁后冻土冻融规律的各种参数,为深厚冲积层冻结法凿井井壁设计、冻结壁设计及冻结法施工提供参考依据。


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