李 飞 王薪焱 邢雯静 刘宇恒

（1.常熟理工学院，江苏 常熟 215500；2.桂林理工大学，广西 桂林 541000）

0 引言

在使用人工冻结法时，可在冻结施工前用水泥对冻结区域土体进行改良，由于改良后土体含水率及透水性减小，冻结施工中产生的冻胀率和融沉系数均会减小[1-3]。考虑到冻结水泥土仍然存在微小冻融，工程中依然应防范冻结法施工对地下建筑物的破坏[4-6]。

为合理评估水泥土冻胀引起的周围土体位移场变化，控制冻胀产生的不利影响，本文以三维有限元计算为手段，对某地铁隧道盾构进出洞人工冻结法施工中产生的冻胀进行了分析，对冻胀位移场发展分布规律及不同因素变化对位移场的影响进行了系统研究。

1 研究方法

对水泥土冻胀位移场进行有限元分析时，计算案例中的冻结区域设计为杯型，冻土帷幕的杯壁设计厚度为1.5m，冻土帷幕的杯底设计为2m，整个冻土帷幕长12 m，为了模拟的更加细致，计算时对冻土区域的网格做了细化处理，图1给出了有限元计算模型。

冻胀计算前先进行冻结温度场计算，将温度场计算结果作为温度荷载输入冻胀计算模型中进行冻胀计算，计算中混凝土材料按弹性材料，弹性模量按34500MPa 计取，冻土帷幕按双线性塑性材料计算，考虑温度对材料参数的影响。

图1 冻胀位移场有限元计算模型及网格划分

2 结果分析

2.1 冻胀位移分布规律

图2给出了冻胀位移云图。由冻胀位移云图可以看出，冻结法施工时，冻结区域上方土体向上位移，离冻土帷幕越远，向上的冻胀位移越小，在冻土帷幕外边缘处冻胀位移最大。……