凍結(jié)法原理及應(yīng)用ppt課件(參考版)
2025-05-09 07:48本頁(yè)面
【正文】 4 斜井凍結(jié)法 4 斜井凍結(jié)法 4 表土井壁厚度 m 5 井筒掘砌荒徑 m 6 凍結(jié)深度 m ～ 凍結(jié)方式 根據(jù)礦井實(shí)際地質(zhì)情況及規(guī)范的要求 ， 采用局部?jī)鼋Y(jié)方式 。 山東郭屯礦井實(shí)例 3 立井工程凍結(jié)法 山東郭屯礦井實(shí)例 3 立井工程凍結(jié)法 垂直凍結(jié)局部?jī)鼋Y(jié) 4 斜井凍結(jié)法 序號(hào) 項(xiàng)目名稱 單位 副斜井 備注 1 沖積層埋深 m 2 井筒凈直徑 m 3 井筒傾角 。 而物理模擬試驗(yàn)成為凍結(jié)壁問(wèn)題研究的主要手段 。 最早 、 最簡(jiǎn)單的公式是 Lame公式， 其中如凍結(jié)壁溫度梯度 、 強(qiáng)度隨溫度變化 、 凍土蠕變等許多凍土性質(zhì)未能得以反映 ， 所得凍結(jié)壁厚度比新近研究的凍結(jié)壁設(shè)計(jì)方法的厚度大得多 。凍結(jié)壁平均溫度的確定可按圓管穩(wěn)定導(dǎo)熱求解，也可根據(jù)試驗(yàn)、實(shí)測(cè)和模擬計(jì)算結(jié)果擬合得到。 3 立井工程凍結(jié)法 由于凍結(jié)壁在豎直方向的尺寸較水平方向大得多，且在凍結(jié)過(guò)程中土層在豎直方向的熱傳導(dǎo)相對(duì)弱得多，故立井凍結(jié)溫度場(chǎng)可簡(jiǎn)化為平面軸對(duì)稱間題 凍結(jié)溫度場(chǎng)的求解間題是一個(gè)有相變、移動(dòng)邊界、內(nèi)熱源、邊界條件復(fù)雜的不穩(wěn)定導(dǎo)熱問(wèn)題。 “ 主面 ” ：過(guò)井筒中心與凍結(jié)管中心的豎直平面 “ 界面 ” ：過(guò)井心和相鄰管中心連線中點(diǎn)的豎直平面 “ 軸面 ” ：過(guò)兩個(gè)相鄰凍結(jié)管中心的豎直平面 3 立井工程凍結(jié)法 三個(gè)特征面溫度狀況表征凍結(jié)溫度場(chǎng)基本特點(diǎn) ， 是測(cè)溫的主要對(duì)象 ， 尤其是界面與軸面交點(diǎn)上的溫度值直接關(guān)系到凍結(jié)園柱是否交圈 。 一般凍結(jié)壁內(nèi)側(cè)厚度占凍結(jié)壁總厚的 ~倍 立井凍結(jié)溫度場(chǎng) 研究?jī)鼋Y(jié)過(guò)程中土體溫度隨時(shí)間變化的規(guī)律 。 交圈后，原凍結(jié)管的凍結(jié)鋒面連成向井內(nèi)擴(kuò)展的內(nèi)凍結(jié)鋒面和向井外擴(kuò)展的外凍結(jié)鋒面，且內(nèi)、外凍結(jié)鋒面很快地趨于平滑，當(dāng)界面上的凍結(jié)壁厚度等于凍結(jié)管的間距時(shí)，內(nèi)、外凍結(jié)鋒面就基本上變成以井筒為中心的圓柱面。 凍結(jié)前地層有均一的初始溫度 。 3 立井工程凍結(jié)法 l 分段 （ 分期 ） 凍結(jié)方案 當(dāng)凍結(jié)深度較大，且水文、工程地質(zhì)條件比較適宜時(shí)，可將整個(gè)凍結(jié)深度自上而下分為數(shù)段，分段凍結(jié)形成凍結(jié)壁。 此方案主要用于同時(shí)凍結(jié)沖積層和含水基巖的情況 。 包括單圈管 、 雙圈管和異徑管 。 凍結(jié)法鑿井主要工藝過(guò)程包括： —— 冷凍站安裝 —— 鉆孔施工 —— 井筒凍結(jié) —— 井筒掘砌 等四大內(nèi)容 3 立井工程凍結(jié)法 凍結(jié)方案 針對(duì)不同水文 、 地質(zhì)和工程條件 ， 采用不同凍結(jié)方案 ， 以達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)效益 。 通常將凍結(jié)壁擴(kuò)展到設(shè)計(jì)厚度所需的時(shí)間稱為積極凍結(jié)期，將維護(hù)凍結(jié)壁的期間稱作消極（或維護(hù)）凍結(jié)期。 為形成能抵抗地壓、隔絕地下水的凍結(jié)壁，首先在欲開挖井筒周圍鉆進(jìn)一定數(shù)量?jī)鼋Y(jié)孔，安設(shè)凍結(jié)器。 安裝完畢 ， 進(jìn)行耐壓 、 密封試驗(yàn) — 管路隔熱保溫 。 一般站內(nèi)布置氨循環(huán)系統(tǒng)和鹽水循環(huán)系統(tǒng) ， 站外布置冷卻水循環(huán)系統(tǒng) — 凍結(jié)站安裝程序 。 工程意義上的凍結(jié)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作包括： 凍土體結(jié)構(gòu)形式 、 支護(hù)方法 、 凍結(jié)方案 、 凍土體尺寸 、 凍結(jié)管布置 、 凍結(jié)過(guò)程 、 凍結(jié)時(shí)間 、 凍結(jié)系統(tǒng) 、 凍結(jié)設(shè)備 、 監(jiān)測(cè)等 3 凍結(jié)法原理與設(shè)計(jì)原則 凍結(jié)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作 l 設(shè)計(jì)凍土體結(jié)構(gòu)形式，需考慮如下因素 — 地質(zhì) 、 水文地質(zhì)條件 — 滿足工程強(qiáng)度和 /或密封需求 — 方便施工 — 節(jié)省投資 l 臨時(shí)支護(hù)方法 — 純凍結(jié) — 與其它加固方法組合 3 凍結(jié)法原理與設(shè)計(jì)原則 l 優(yōu)選凍結(jié)方案 — 一次凍結(jié) — 分期凍結(jié) l 確定凍土體尺寸 — 確定外載荷 — 確定平均溫度 — 試驗(yàn)凍土強(qiáng)度 — 計(jì)算凍土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與穩(wěn)定性 3 凍結(jié)法原理與設(shè)計(jì)原則 l 合理布置凍結(jié)管 — 確定布置方式：垂直 、 傾斜 、 水平 、 混合 — 確定凍結(jié)管深度 — 確定凍結(jié)管間距 l 選擇凍結(jié)階段的凍結(jié)過(guò)程 — 連續(xù)凍結(jié) 、 凍結(jié)溫度 — 間歇凍結(jié) 、 凍結(jié)溫度 l 凍結(jié)時(shí)間確定 — 凍結(jié)速率 — 積極凍結(jié)時(shí)間 — 維護(hù)凍結(jié)時(shí)間 — 與巖土工程施工的銜接 3 凍結(jié)法原理與設(shè)計(jì)原則
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