冻土帷幕设置加热限位管时温度场数值分析

doi:10.3973/j.issn.1672-741X.2016.06.006

隧道建设（中英文） ›› 2016, Vol. 36 ›› Issue (6): 688-694.DOI: 10.3973/j.issn.1672-741X.2016.06.006

冻土帷幕设置加热限位管时温度场数值分析

胡俊^1,2, 卫宏¹, 刘勇^2

(1. 海南大学土木建筑工程学院，海南海口 570228； 2. 新加坡国立大学土木与环境工程系，新加坡肯特岗 117576)

收稿日期:2015-08-27 修回日期:2016-03-03 出版日期:2016-06-20 发布日期:2016-06-29
作者简介:胡俊（1983—），男，四川乐山人，2012年毕业于南京林业大学，森林工程专业（环境岩土与地下工程方向），博士后，副教授，主要从事隧道与地下工程方面的教学与研究工作。Email： hj7140477@hainu.edu.cn。
基金资助:
中国博士后科学基金资助项目（2015M580559）；海南省科技项目（ZDXM2015117）；海南省重点研发计划科技合作方向项目（ZDYF2016226）

Numerical Analysis of Temperature Field of Frozen Soil Curtain  with Thermal Limiting Pipes

HU Jun^1,2, WEI Hong^１, LIU Yong²

(1. College of Civil Engineering and Architecture, Hainan University, Haikou 570228, Hainan, China; 2. Department of Civil & Environmental Engineering, National University of Singapore, Kent Ridge 117576, Singapore)

Received:2015-08-27 Revised:2016-03-03 Online:2016-06-20 Published:2016-06-29

摘要/Abstract

摘要：

为解决现有人工冻结法施工后周围地层产生冻胀融沉所引发的不良后果问题，设置加热限位管对冻土帷幕的发展进行限制。运用有限元软件分析在冻土帷幕主面上设置加热限位管时对冻土帷幕温度场发展的影响规律，主要得出：随着加热限位管盐水温度的升高，冻土帷幕厚度呈线性减小趋势；限位管循环盐水温度越高，最终形成的冻土帷幕边界平整性就越好，从而具有较好的限位效果；限位管应与冻结管对齐设置在冻土帷幕主面上；限位管与冻结管距离由最终控制冻土帷幕的厚度决定；循环热盐水的温度不宜过高，宜为5~10 ℃。

关键词: 加热限位管, 冻土帷幕, 温度场, 冻结法, 冻胀融沉, 数值模拟

Abstract:

The thermal limiting pipes are used to lay restrains on the development of frozen soil curtain. The influencing rules of thermal limiting pipe on development of frozen soil curtain are analyzed by means of finiteelement method. The conclusions are drawn as follows: 1) The frozen soil curtain thickness decreases linearly as the water temperature of thermal limiting pipe increases. 2) A more even boundary of the frozen soil curtain can be obtained under a higher temperature of the water of thermal limiting pipes. 3) The thermal limiting pipes should be aligned perpendicularly to the freezing pipes. 4) The distance between thermal limiting pipe and freezing pipe is controlled by the thickness of frozen soil curtain. 5) The temperature of thermal limiting pipes is recommended to be 5-10 ℃.

Key words: thermal limiting pipe, frozen soil curtain, temperature field, ground freezing method, heaving thaw settlement, numerical simulation

中图分类号:

U 455

胡俊, 卫宏, 刘勇. 冻土帷幕设置加热限位管时温度场数值分析[J]. 隧道建设, 2016, 36(6): 688-694.

HU Jun, WEI Hong, LIU Yong. Numerical Analysis of Temperature Field of Frozen Soil Curtain  with Thermal Limiting Pipes[J]. Tunnel Construction, 2016, 36(6): 688-694.

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冻土帷幕设置加热限位管时温度场数值分析

Numerical Analysis of Temperature Field of Frozen Soil Curtain  with Thermal Limiting Pipes

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