人工凍結(jié)法是一種特殊的地層加固工法，已廣泛應(yīng)用于市政、軌道交通、礦井建設(shè)等工程領(lǐng)域中。本書以中部地區(qū)深厚表土地層凍結(jié)立井、西部地區(qū)白堊系地層凍結(jié)立井、東部地區(qū)濱海地層地鐵長聯(lián)絡(luò)通道等凍結(jié)工程溫度場發(fā)展為研究對象，通過室內(nèi)物理力學(xué)性能試驗、模型試驗、數(shù)值計算、現(xiàn)場實測分析等多種手段相結(jié)合的分析方法，探討了不同凍結(jié)方案、不同凍結(jié)參數(shù)以及凍結(jié)管偏斜對凍結(jié)壁溫度場凍結(jié)與融化全過程發(fā)展的影響，并總結(jié)獲得不同地區(qū)凍結(jié)溫度場發(fā)展特性。
本書可作為城市地下空間工程專業(yè)、土木工程的地下結(jié)構(gòu)方向、煤炭背景院校的土木工程等相關(guān)專業(yè)的研究生教材，也可供從事相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。
前言
第1章緒論1
1.1概述1
1.2中部地區(qū)深厚表土地層立井凍結(jié)溫度場發(fā)展研究現(xiàn)狀1
1.3西部地區(qū)白堊系地層立井凍結(jié)溫度場發(fā)展研究現(xiàn)狀4
1.4東部地區(qū)濱海地層地鐵長聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)溫度場發(fā)展研究現(xiàn)狀4
1.5本書主要研究內(nèi)容6
第2章不同地區(qū)凍結(jié)巖土物理力學(xué)性能試驗7
2.1試驗方案7
2.1.1試樣來源7
2.1.2試驗內(nèi)容及方法7
2.2物理性能試驗結(jié)果分析8
2.3不同巖土層低溫力學(xué)性能試驗結(jié)果分析9
2.3.1力學(xué)性能指標(biāo)對比分析9
2.3.2失效特征對比分析13
2.4不同地區(qū)凍結(jié)方案選擇15
2.5小結(jié)16
第3章人工凍土多圈管凍融全過程溫度場模型試驗17
3.1模型試驗系統(tǒng)17
3.1.1制冷系統(tǒng)17
3.1.2試驗平臺18
3.1.3試驗采集系統(tǒng)19
3.2凍融全過程溫度場模型試驗設(shè)計20
3.2.1模型試驗相似準(zhǔn)則確定20
3.2.2模型試驗設(shè)計方案21
3.2.3模型試驗過程21
3.3凍融全過程溫度場模型試驗結(jié)果分析24
3.3.1環(huán)境溫度及進(jìn)-回管路酒精溫度24
3.3.2凍融溫度場特征分析25
3.3.3凍結(jié)壁形成過程溫度場分析30
3.3.4凍結(jié)壁融化過程溫度場分析31
3.3.5凍結(jié)壁融化過程平均溫度影響因素分析37
3.3.6凍結(jié)壁形成與融化過程比較39
3.4小結(jié)40
第4章不同方案凍結(jié)模型試驗溫度場發(fā)展對比41
4.1不同凍結(jié)模型試驗設(shè)計方案41
4.2模型試驗溫度場監(jiān)測43
4.3兩圈+輔助孔凍結(jié)溫度場分析45
4.3.1凍結(jié)壁溫度場整體性狀分析45
4.3.2不同區(qū)域凍結(jié)壁交圈時間比較46
4.3.3凍結(jié)壁特征參數(shù)分析47
4.4不同三圈管凍結(jié)方案凍結(jié)溫度場對比48
4.4.1模型2-3區(qū)域凍結(jié)溫度場分析48
4.4.2不同三圈管凍結(jié)方案下凍結(jié)壁溫度場對比分析50
4.5小結(jié)55
第5章三圈管凍結(jié)方案凍結(jié)壁內(nèi)部特征參數(shù)數(shù)值分析56
5.1有限元計算模型建立56
5.2不同凍結(jié)方案凍結(jié)壁內(nèi)部特征參數(shù)數(shù)值分析57
5.2.1不同方案凍結(jié)壁溫度場云圖57
5.2.2凍結(jié)壁各區(qū)域交圈時間對比57
5.2.3凍結(jié)壁內(nèi)部特征參數(shù)對比60
5.3凍結(jié)管偏斜對凍結(jié)壁溫度場影響62
5.4小結(jié)64
第6章中部地區(qū)深厚表土地層立井凍結(jié)溫度場特性66
6.1凍結(jié)壁溫度場可視化分析軟件66
6.1.1凍結(jié)溫度場疊加計算66
6.1.2凍結(jié)壁厚度及平均溫度計算68
6.1.3凍結(jié)壁溫度場信息可視化軟件功能介紹69
6.2顧橋礦南區(qū)進(jìn)風(fēng)井凍結(jié)溫度場實測研究70
6.2.1工程概況及監(jiān)測方案70
6.2.2凍結(jié)溫度場現(xiàn)場實測及分析70
6.2.3溫度場數(shù)值模擬結(jié)果分析74
6.2.4積極凍結(jié)時期不同測試手段凍結(jié)壁溫度場分析對比76
6.2.5融化階段模型試驗與現(xiàn)場實測結(jié)果對比77
6.3潘一東礦副井凍結(jié)溫度場實測研究80
6.3.1工程概況及監(jiān)測方案80
6.3.2凍結(jié)溫度場現(xiàn)場實測分析80
6.3.3模型試驗與現(xiàn)場實測結(jié)果對比85
6.4小結(jié)86
第7章西部地區(qū)白堊系地層立井凍結(jié)溫度場特性87
7.1工程概況及監(jiān)測方案87
7.1.1工程概況87
7.1.2測試內(nèi)容88
7.2凍結(jié)壁形成階段不同地層凍結(jié)溫度場發(fā)展變化89
7.2.1凍結(jié)過程溫度場發(fā)展分析89
7.2.2不同巖層凍結(jié)效果對比分析91
7.2.3不同巖層凍結(jié)特征參數(shù)分析91
7.3井筒掘砌階段不同地層凍結(jié)壁內(nèi)部溫度場發(fā)展93
7.4凍結(jié)壁融化階段不同地層融化對比95
7.4.1不同巖性融化速率對比分析95
7.4.2不同巖層融凍時間比98
7.5小結(jié)100
第8章東部地區(qū)濱海地層地鐵長聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)溫度場特性101
8.1工程概況101
8.2長聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)及監(jiān)測方案102
8.2.1凍結(jié)設(shè)計方案102
8.2.2凍結(jié)壁溫度監(jiān)測方案103
8.3現(xiàn)場溫度監(jiān)測分析104
8.4溫度場有限元數(shù)值計算107
8.4.1計算模型建立107
8.4.2縱斷面溫度場發(fā)展特征108
8.4.3橫斷面溫度場發(fā)展特征109
8.4.4凍結(jié)壁特征參數(shù)分析112
8.5凍結(jié)孔偏斜對凍結(jié)壁溫度場發(fā)展影響113
8.5.1隨機(jī)偏斜數(shù)值模型建立113
8.5.2有無偏斜對凍結(jié)溫度場發(fā)展影響114
8.5.3不同深度凍結(jié)管隨機(jī)偏斜對凍結(jié)溫度場發(fā)展影響116
8.6小結(jié)118
參考文獻(xiàn)119
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