聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法施工的有限元分析和模糊控制.pdf

1、從歷史上來說，在大型、復(fù)雜的地下工程建設(shè)中，人工凍結(jié)技術(shù)曾經(jīng)是地下水豐富的不穩(wěn)定土層加固、搶險的唯一解決方案。在歐洲，人工凍結(jié)技術(shù)被用于阻隔地下水、加固不穩(wěn)定地層已經(jīng)有一個多世紀(jì)的歷史，留下了許多成功的案例。目前國內(nèi)凍結(jié)法的應(yīng)用也越來越廣泛，城市大規(guī)模修建地鐵、越江隧道的熱潮也為凍結(jié)法提供了更為廣闊的舞臺。但是，由于凍結(jié)法施工更多地倚重于經(jīng)驗，理論研究的相對滯后還是導(dǎo)致了諸如“上海地鐵四號線滲透事故”的重大工程災(zāi)難的發(fā)生。所以，研究凍結(jié)

2、法施工過程中溫度、應(yīng)力、位移的分布和變化規(guī)律并在施工中加以控制，是一個亟待解決的問題。 首先，本文分別考慮單管、雙管、冷媒循環(huán)等三種情況，利用大型有限元程序ANSYS計算了其二維溫度場分布規(guī)律，并對冷媒循環(huán)和直接加載凍結(jié)管入口溫度兩種計算方法的結(jié)果進(jìn)行了比較。 其次，以上海市復(fù)興東路越江隧道聯(lián)絡(luò)通道為例，模擬了凍結(jié)過程中三維溫度場的分布規(guī)律和凍結(jié)壁的形成過程；并且分析了各個影響因素的變化對于溫度和凍結(jié)壁厚度的影響，為凍結(jié)

3、設(shè)計的安全性和經(jīng)濟(jì)性評估提供了科學(xué)依據(jù)。再者，文章考慮凍結(jié)壁的保護(hù)作用，利用ANSYS計算了各個工況的內(nèi)力、應(yīng)力、位移，得出了一些有意義的結(jié)論，并為開挖過程的控制提供了數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。最后，本文在有限元計算結(jié)果的基礎(chǔ)上，建立九個“if-then”準(zhǔn)則，利用模糊理論對開挖過程進(jìn)行控制。因此，這種方法也為地下工程的施工提供了一種新的思路。 總之，本文詳細(xì)模擬了凍結(jié)法施工聯(lián)絡(luò)通道的施工全過程，其成果對于這種方法的安全控制和施工預(yù)報有重要的實