【正文】 ............................. 27 溫度場和凍結(jié)速度 .................................................................................... 27 凍脹和融沉效應 ....................................................................................... 28 人工凍土的力學參數(shù) .......................................................................................... 28 凍土強度 ........................................................................................................... 29 單軸抗壓強度 ........................................................................................... 29 單軸抗拉強度 ........................................................................................... 31 抗剪強度 .................................................................................................. 32 凍結(jié)壁的溫度場 ................................................................................................. 34 凍結(jié)壁形成 .............................................................................................. 34 凍結(jié)壁溫度場的影響因素 ......................................................................... 35 人工土凍結(jié)法設計 ............................................................................................. 37 凍土墻結(jié)構(gòu)設計 ....................................................................................... 37 設計方法 .................................................................................................. 38 第四章 凍結(jié)法鑿井技術(shù) ................................................................................................. 39 凍結(jié)方案選取 .................................................................................................... 39 一次凍全深方案 ....................................................................................... 39 分段凍結(jié)方案 ........................................................................................... 39 差異凍結(jié)方案 ........................................................................................... 39 局部凍結(jié)方案 ........................................................................................... 40 鉆孔布置及鉆孔施工 .......................................................................................... 41 鉆孔布置 .................................................................................................. 41 4 凍結(jié)孔鉆進 .............................................................................................. 43 磁性單點測斜儀 ....................................................................................... 43 陀螺測斜儀 .............................................................................................. 44 凍土體開挖及風險分析 ...................................................................................... 45 凍土體開挖 .............................................................................................. 45 聯(lián)絡通道凍結(jié)加固暗挖法風險分析 ........................................................... 47 第五章 某地鐵隧道聯(lián)絡通道凍結(jié)法施工 ........................................................................ 48 工程概況 ........................................................................................................... 48 凍結(jié)法的設計及施工 .......................................................................................... 49 凍結(jié)孔布置設計 ....................................................................................... 49 凍結(jié)系統(tǒng)設計及技術(shù)指標 ......................................................................... 50 凍脹、融沉及隧道變形控制設計 ............................................................... 50 凍結(jié)施工情況 ........................................................................................... 51 信息化監(jiān)測技術(shù) ................................................................................................. 52 凍結(jié)帷幕溫度場監(jiān)測 ................................................................................ 52 鋼護筒內(nèi)壁溫度監(jiān)測 ................................................................................ 53 盾構(gòu)管片背后土體凍脹壓力監(jiān)測 ............................................................... 54 盾構(gòu)隧道變形監(jiān)測 .................................................................................... 55 凍結(jié)過程中若干問題及對策 ............................................................................... 57 鹽水凍結(jié)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的控制 ......................................................................... 57 凍脹的控制 .............................................................................................. 57 融沉的控制 .............................................................................................. 58 施工過程中對關(guān)鍵技術(shù)的控制 .................................................................. 58 結(jié)論與展望 .................................................................................................................... 60 參考文獻 .......................................................................................................... 61 5 第一章 緒論 選題意義 隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人口的不斷增長和土地資源的稀缺性。 本科畢業(yè)論文 人工凍結(jié)發(fā)的施工技術(shù)研究 摘要： 本文首先介紹了 選題的目的與意義 、 國際及國內(nèi)人工凍結(jié)法的研究與應用現(xiàn)狀及 凍脹融沉機理及試驗研究 。開發(fā)地下空間已經(jīng)成為人類擴大生存空間的重要手段和發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)上較普遍的人工土凍結(jié)是使用鹽溶液間接制冷法，就是將鹽溶液用氨或氟里昂壓縮方法冷卻后，作為冷媒在土體內(nèi)埋設的管道中循環(huán)，吸收土體熱量，增加自身顯熱，不斷循環(huán)制冷，直到土體凍結(jié)，達到加固和穩(wěn)固土體的目的。例如南京地鐵在盾構(gòu)進出洞及連通道暗挖中面臨普通工法難以解決的問題，這就給巖土工程界提出了新的課題，為此必須尋求一種既安全又較為合理的新方法。 地層人工凍結(jié)技術(shù)是利用人工 制冷的方法，降低土體的溫度使含水地層形成凍結(jié)體。 目前土凍結(jié)理論中有較成熟的關(guān)于凍結(jié)速度、凍結(jié)溫度場及凍土墻強度的計算方法，但對凍軟土、融土物理力學性能和凍脹特性、模型以及凍脹對周圍環(huán)境影響的計算方法等，國內(nèi)尚未進行系統(tǒng)研究，國外也很少報導。 1883 年人工土凍結(jié)法首次在德國阿爾里德煤礦井筒施工中應用并獲成功，至 1900 年人工凍結(jié)法用于礦山施工次數(shù)已達 60 次以上。 自 20 世紀 70 年代初， Hadan 首先提出水熱禍合模型后，從此進入研究多場禍合問題階段， Harla 的理論被 outcali、 Taylor 等引用并發(fā)展口，工作的核心均是基于凍土中的熱質(zhì)遷移來進行數(shù)值模擬，將這些模型統(tǒng)稱為水動力學模型。 國內(nèi)不少學者應用計算機對凍結(jié)壁溫度場進行數(shù)值模擬研究，并取得了一些成果，例如安徽理工大學汪仁和教授，程樺教授以及中國礦業(yè)大學的楊維好教授等應用 ANSYS 對溫度場進行模擬分析，在這些模型中，外荷載僅作為影響凍脹的一個因子考慮，并沒考慮因加載、凍脹和蠕變等引起的應力場和位移場的變化。得到廣大學者的認可 ， 稱為第二凍脹理論。 11 第二章 凍土描述及其性質(zhì) 凍土 定義 當溫度降低到結(jié)冰溫度（一般為 0℃ ）或更低時，巖土凍結(jié)并膠結(jié)了固體顆粒，形成凍土。當冰層厚