地鐵聯絡通道水平凍結土體凍脹和溫度場的研究.pdf

1、在聯絡通道凍結施工過程中，凍土的力學性質發(fā)生了劇烈變化，而且在此過程中凍土伴隨著凍脹的產生、發(fā)展及融沉的形成，其水平凍結引起的過量凍脹量和融沉量有可能破壞地下管線或造成地基失穩(wěn)，使鄰近建筑物（構筑物）產生傾斜、裂縫等事故。同時，因凍結產生的凍脹力也將對主隧道產生不利影響，必須控制好凍土帷幕溫度場的發(fā)展，使得凍土帷幕的強度和穩(wěn)定性能保證聯絡通道開挖要求，也要保證周圍設施的安全。研究地鐵聯絡通道凍結施工引起的凍融和溫度場具有重要的現實意義。

2、
　　本文通過對水平凍結法聯絡通道施工所產生的凍脹、融沉和凍土帷幕溫度場進行研究，得出了有價值的結論，從而進一步推廣水平凍結法在地鐵聯絡通道中的應用具有一定的指導意義和奠定了理論基礎。研究內容及結論如下：
　　1.建立聯絡通道三維計算模型，采用有限差分軟件FLAC3D，選擇合適的參數、本構模型和強度準則，對聯絡通道水平凍結施工進行模擬計算分析，包括以下幾方面：
　?、僭趦鼋Y施工過程中，對凍脹、融沉產生的地表變形進行數值

3、計算，將模擬結果與工程實例作比較，其結果吻合較好，可以指導施工。
　　②確定凍結溫度場的分布規(guī)律，研究相鄰的兩個凍結管交圈時和達到凍土帷幕厚度時所需時間，并與工程實例作比較，其結果吻合良好，可指導施工。
　?、垩芯柯摻j通道凍結施工產生的凍脹力對上、下行隧道產生的影響，以及凍土帷幕自身所受力的情況。聯絡通道施工對主隧道在三個方向產生附加變形，須采取措施控制主隧道的變形。
　?、苣M聯絡通道土體開挖對地表變形的影響，同時計

4、算凍土帷幕的安全系數，以確定凍土帷幕設計參數是否能滿足開挖要求。結果表明，土體開挖對地表變形影響較少；在確保凍土帷幕厚度和強度條件下，聯絡通道施工是安全的。
　　2.分析凍脹、融沉機理及影響因素，對凍結溫度場的數學模型進行理論推導分析，確定溫度分布規(guī)律。分析可得單管凍結區(qū)的溫度分布呈對數曲線分布，而降溫區(qū)的溫度分布近似呈直線分布；雙管凍結溫度分布的中間區(qū)域部分溫度基本保持平穩(wěn)。
　　3.研究埋深、凍土帷幕厚度、凍土帷幕開挖半