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隧道建设(中英文)

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−18oC盐水冻结隧道近接下穿上覆结构冻胀规律试验研究

王磊1,2,3,方亮文1,2,丁航1,2,付财1,2   

  1. (1. 煤炭科学研究总院 建井研究分院,北京 100013 2. 北京中煤矿山工程有限公司,北京 1000133. 科廷大学 土木与机械工程学院,珀斯 WA 6102

  • 出版日期:2020-07-20 发布日期:2020-07-20
  • 作者简介:王磊(1989-),男,山东德州人,煤炭科学研究总院采矿工程专业在读博士,主要从事人工冻结法的设计施工与研究工作。E-mail:tumuwanglei@yeah.net。

Experimental Study on the Frost Heaving Law of in a Project of Freezing Tunnel Closely Underpass an Upper Structure with −18oC Refrigerant

WANG Lei1,2,3  FANG Liangwen1,2  DING Hang1,2  FU Cai1,2   

  1. (School of Mining Construction, China Coal Research Institute, Beijing 100013, China; 2. China Coal Mine Engineering Co., Ltd, Beijing, 100013, China; 3. School of Civil and Mechanical Engineering, Curtin University, Perth WA 6012, Australia)
  • Online:2020-07-20 Published:2020-07-20

摘要: 在冻结下穿工程中盐水温度是影响上部结构所受冻胀压力大小的关键因素。为了定量研究提高盐水温度对降低土体冻胀率的影响程度,基于上海地铁18号线隧道冻结法下穿10号线国权路车站工程,采用试样试验和相似模拟试验方法,对−18oC和−28oC两种冻结温度下土体产生的温度场和应力场进行研究。试样试验设计为单向封闭冻结试验,得出−18oC盐水较−28oC盐水冻结产生的冻胀压力峰值低52.9%,冻胀压力上升速度低20.1%。相似模拟试验基于相似准则对车站尺寸、冻结管路直径、盐水流量等参数进行换算,得出使用−18oC盐水冻结相较−28oC盐水冻胀压力峰值低20%,冻胀压力上升速度低58%。整体试验结果表明:−18oC盐水冻结可以有效减小冻胀压力峰值和增长速度,且有侧向约束条件下产生的冻胀压力大于相似模拟试验中的产生的冻胀力。试验结果可以为冻胀敏感工程、有重大风险源工程提供技术参考和数据支撑。

关键词: 人工冻结法, 盐水温度, 地铁隧道, 冻胀压力, 相似模拟试验