人工冻结砂土与结构接触面冻结强度试验研究

 为探究人工冻结砂土与结构接触面冻结强度影响因素及其规律,揭示冻结强度形成机制,利用自行研制的大型冻土直剪仪开展冻结强度试验研究。结果表明：人工冻结砂土与结构接触面冻结强度受接触面温度、法向应力、粗糙度等因素影响显著;冻结强度均随接触面温度降低而增大,其中极限冻结强度随接触面温度降低而线性增大,残余冻结强度随接触面温度变化呈现持续稳定、先波动后稳定及循环波动3种典型规律;冻结强度均随法向应力增大而增大,其中极限冻结强度与法向应力关系符合莫尔–库仑定律,残余冻结强度随法向应力变化呈现同样3种典型规律;冻结强度均随粗糙度增大而增大,其中极限冻结强度与粗糙度满足对数函数关系,残余冻结强度曲线波动式循环周期随粗糙度增大而增大。进一步揭示接触面冻结强度形成机制,并对残余冻结强度呈现黏滑现象作出合理解释。通过接触面冻结强度多影响因素综合分析,给出极限冻结强度与接触面温度、法向应力、粗糙度的经验公式,可用于预测极限冻结强度值。     

斜井冻结工程技术和施工控制要点

结合李家坝煤矿斜井冻结工程,简要介绍了斜井冻结工程技术要点,并总结提出了斜井冻结工程DE施工控制要点。     

斜井液氮补强冻结温度场分布特征

 针对地下有流水时盐水帷幕冻结方法无法形成封闭冻结壁的情况,采用液氮低温快速冻结的方式对未封闭区域进行补强冻结,对施工过程中土体的温度场分布进行监测和分析,得出以下基本结论：冻结管出口氮气温度低于－100 ℃时,冻结管内处于氮气和液氮的混合状态,可以有效发挥液氮快速冻结的优势,而供液管上开孔的结构,会影响冻结管内不同位置液氮量的分布,从而影响冻结效果。由于地下水流动会带走部分冷量,冻结区域封闭前后,土体降温速度差别较大,并且地下水的流动会影响冻结壁温度场的分布规律。由于液氮气化温度低,所以冻结形成的冻结壁温度梯度大,均匀性较差;停止冻结后,冻结孔位置土体温度升高迅速,而远离冻结孔的土体升温缓慢,这样缩小了冻结壁内的温度梯度。研究结果表明,利用液氮快速冻结的特点,进行盐水帷幕冻结下的补强冻结,可以有效封堵地下流水,解决盐水冻结不能形成封闭冻结帷幕的难题。     

立井井筒冻结法施工中预防冻结管断裂的措施

对立井冻结法凿井施工过程中的冻结管断裂问题进行了分析,找出了冻结管断裂的主要原因,分析原因并结合以往施工经验,总结出一套切实有效的处理措施,并通过实践提证明他了该处理措施的可行性。     

冻结混凝土的处理

一块结构混凝土板在冬季浇注时，由于保温工作没有做好，不小心在早期受到了冻结。我们最关心的问题是这块板能否恢复？还是应当报废？通过大量的试验和研究，我们主张，当混凝土在早期受到冻结的低温时，不应该把混凝土草率地报废了。     

煤矿立井井筒双圈管冻结不同地层冻结效果研究

以淮北某矿副井立井井筒双圈管冻结为工程实例,基于现场冻结孔实际成孔位置,选取现场细砂、粘土和钙质粘土三种不同土性的地层为研究对象,利用有限元数值计算软件COMSOL MULTIPHYSICS研究三种不同土性地层的冻结效果。研究结果表明:细砂层位冻结壁先交圈,粘土层位次之,钙质粘土层位最后交圈;冻结壁交圈以后,细砂层位冻结壁平均扩展速率最快,约为3.30 cm/d,粘土层位次之,约为2.73 cm/d,钙质粘土最慢,约为2.67 cm/d;冻结相同时间时,钙质粘土层位冻结壁平均温度最低,粘土层位次之,细砂层位最高。研究结果可为类似冻结工程分析冻结壁温度场发展情况以及确定加强冻结方面提供参考。     

盾构出洞水平冻结加固施工参数分析研究

冻结法施工在一些复杂地形、加固受限的施工中应用广泛,与其他加固方式相比有独特的优点和可靠性。以郑州市地铁17号线双鹤湖站区间盾构水平冻结法出洞施工为工程背景,采用三维数值分析法对冻结壁厚度、冻结长度、有无杯底等工况分别进行模拟。结果表明:有杯底的情况下冻结壁应力值比无杯底要小,增加杯底厚度可减小冻结壁应力值;有杯底时,增加冻结壁厚度对于应力值的降低作用更明显;增加冻结壁长度可减小冻结壁压应力,但对减小冻结壁剪应力作用不大;冻结壁杯底的存在对周围结构的竖向位移变化存在改善作用。     

冻结造孔施工技术要点

结合施工经验,对冻结造孔施工中各关键工序的技术要点进行了总结,并对施工过程中需要特别注意的环节进行了归纳,为进一步加快冻结造孔安全高效施工应用提供了有益参考。     

复杂空间条件下冻结帷幕与冻结孔布置可视化设计

郑州某地铁区间外挂泵房冻结工程埋深大、地质条件复杂、周边环境敏感,难以确定冻结孔布置形式。采用有限元软件ANSYS,研究了大埋深条件下冻结帷幕受力规律,确定了冻结帷幕主要参数;通过BIM技术,实现了冻结孔布置三维可视化,并进行了碰撞检测分析和冻结帷幕形成预测,解决了复杂空间条件下冻结孔布设难题。冻结加固实施结果表明,各项加固指标均达到了设计预期,为复杂空间条件下冻结加固设计提供了参考。     

冻结壁厚度计算理论与施工质量控制

在冻结法施工中,冻结壁厚度的设计在整个工程中起着至关重要的作用。介绍了我国常用的几种冻结壁厚度计算公式及其各自的适用范围,阐述了冻结壁在施工中常出现的施工质量问题。     

冰冻对水表误差的影响分析

研究了水封水表和半液封水表在冰冻前后其误差的变化。结果表明：冰冻对水封水表的误差影响小于对半液封水表的误差影响,冰冻对水表分界流量误差和最小流量误差的影响高于公称流量误差;结冻次数对水表误差影响无规律;水表表蒙未冻裂水表误差变化在合格范围内,若表蒙冻裂则多数水表在低区流量的计量误差远远超出合格范围。     

避雷器用瓷套冷冻试验研究

通过冷冻试验研究避雷器瓷套在低温冷冻条件下及室温条件下的机械性能。得出以下结果:低温冷冻条件下,瓷套弯曲破坏值为22.08 kN;冷冻后放置常温条件下,瓷套弯曲破坏值为20.31 kN,可以看出冷冻试验对瓷套机械性能影响较小。     

人工冻土帷幕的冻结过程研究

人工冻土帷幕具有广泛的应用前景。研究表明,冻土的均匀性和冻结状态是影响人工冻土帷幕强度的重要指标。冻结方向、受力方向、冻结时间影响下的冻结锋面发展情况和温度场规律是描述冻土力学性能差异的四个重要特征。该文通过分析这些指标和特征,完善了人工冻土帷幕的分析计算内容,有助于验证冻结时间、冻结位置等重要工程指标的正确性。     

浅谈深厚冲积层快速冻结施工技术

介绍了深厚冲积层冻结法凿井施工,从冻结设计、造孔质量控制、井帮温度控制及冷量动态调整等方面入手,能有效地保证井筒冻结施工安全、提高建井速度。     

基于地质雷达法探测冻结帷幕研究

人工冻结法的冻结帷幕直接关系到地下施工的环境安全,现阶段对于冻结帷幕形成与否的判定仅仅通过有限的测温孔和压力孔数据,常造成判定不准、开挖后透水无法施工、需二次冻结的情况发生。为了高效准确地探测冻结帷幕的性态,本文通过地质雷达法进行冻结帷幕的探测试验。在实际物理探测前,采用数值模拟进行可行性分析,数值模拟结果表明,地质雷达法是有效的。以此为依据,笔者对内蒙古某地铁采用冻结法施工的联络通道进行实际探测,表明采用地质雷达法进行冻结帷幕的探测是基本可行的,能够对冻结帷幕进行定性分析,但要做到定量分析还需要继续深入研究。     

粉煤灰混凝土的抗冻融耐久性

通过试验研究，探讨了强度等级，引气量，粉煤灰品质等因素对普通混凝土和粉煤灰混凝土抗冻融耐久性的影响，结果表明，混凝土的引气量和影响普通混凝土和粉煤灰混凝土抗冻性的决定因素，满足抗冻性要求的引气量取决于相应的混凝土强度等级。本文还推荐了抗冻混凝土最小引气量，最大水灰比的限制值，以及气泡间距指数这一参数值。     

冻融作用对黄土湿陷性的影响

为分析冻融作用对黄土湿陷性的影响,采用室内试验方法。首先,以Q₃黄土为研究对象,采用增(减)湿法配制不同含水量黄土试样,测试黄土在无水补给条件下受温度影响的冻融变形、压缩变形、湿陷变形;对原状黄土进行颗粒分析及基本物理力学参数试验。试验结果表明:黄土是否产生冻胀取决于其含水量是否超过“临界冻胀含水量”。冻融黄土与原状黄土相比压缩变形量较大,把部分浸水湿陷变形转化为压缩变形,冻融作用使黄土的湿陷性弱化。冷冻黄土在相同温度下,含水量越大,湿陷系数越小;在同一含水量下,冻结温度愈低湿陷系数愈小。     

软土地层单排管冻土帷幕温度场分析

人工冻结法施工技术是软土地区隧道施工的一种经济可靠的方法,在上海地区得到了多次成功应用。不过,由于计算理论的不完善,也出现过诸如上海地铁四号线透水的重大工程事故。在冻结法施工过程中,冻土帷幕的温度场分析是非常重要的环节。作者对冻土的物理和力学性质作了相关的定性分析。通过相关的研究资料和实验数据总结了具有实用意义的单孔和单排孔温度场温度计算理论公式,并运用Ansys有限元软件,结合上海长江隧道工程冻结法施工的相关施工数据,建立了单排冻结孔数值计算模型。通过理论计算值、数值计算值和实际监测信息的比较,得出了单排孔冻结帷幕温度场发展变化的相关规律。     

人工地层水平冻结冻胀对邻桩的影响

人工地层水平冻结技术在富水的软土地铁区间隧道中得到了一定的应用。但人工冻结过程中土体会产生冻胀,对于邻近的既有建筑物桩基产生不利影响。针对某工程实例,通过有限元计算,分析了某地铁隧道水平冻结引起的冻胀对邻近建筑物桩基础的影响,给出了3种冻土冻胀率下的离隧道不同距离的4根桩的水平冻胀力分布及侧向位移分布。结果表明,水平冻结冻胀对3r(r为冻结壁半径)范围的桩影响较大。