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水泥改良土地层人工冻结温度场的特性

2020-10-12黄建华杨鹿鸣王蕴晨

福建工程学院学报 2020年4期

黄建华,杨鹿鸣,王蕴晨

(1.福建工程学院 土木工程学院,福建 福州 350118;2.地下工程福建省高校重点实验室,福建 福州 350118;)

引 言

人工冻结法是目前常用于地铁联络通道工程中的地层加固方法。其原理是利用人工制冷的方式,将低温冷媒通过冻结管输入地层中,使地层中的水冷却结冰,从而提高地层的强度和弹性模量,并通过冻结形成的杯型冻结帷幕将地下水与待开挖土体隔绝,起到支护和止水的双重作用[1]。在冻结施工过程中,为了对冻结效果做出评价,需对冷冻盐水及冻结影响范围内的土体温度进行监测,通过分析监测数据获得冻结温度场的发展与分布规律,推算出冻结壁的发展情况。

由于地下工程交叠以及地层加固工法交叉使用情况的日益普遍,在水泥改良土地层中采用人工冻结法进行二次加固的情况已并不罕见[2]。部分工程采用冻结法加固的土体已非原状土,而是临近地下工程预加固过的水泥改良土;部分工程为抑制土体的冻胀变形,在采用冻结法加固地层前,预先使用水泥搅拌桩对地层土质加以改良[3]。由于水泥改良提高了土体的初始温度,降低了土体的含水率,并改变了其矿物组成和热物理参数,因此水泥改良土地层和原状土地层中冻结温度场的发展与分布规律存在着明显差异。

目前中国对于冻结温度场的研究主要针对原状土地层[4-9],部分学者对水泥改良土地层中的冻结特性进行了研究。王杰[10]利用数值模拟分析了盾构端头水泥改良土地层冻结温度场对各项土体参数变化的敏感性特征;……

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