地鐵聯(lián)絡(luò)通道水平凍結(jié)土體凍脹和溫度場的研究.pdf

1、在聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)施工過程中，凍土的力學(xué)性質(zhì)發(fā)生了劇烈變化，而且在此過程中凍土伴隨著凍脹的產(chǎn)生、發(fā)展及融沉的形成，其水平凍結(jié)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(gòu)筑物）產(chǎn)生傾斜、裂縫等事故。同時，因凍結(jié)產(chǎn)生的凍脹力也將對主隧道產(chǎn)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(lián)絡(luò)通道開挖要求，也要保證周圍設(shè)施的安全。研究地鐵聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)施工引起的凍融和溫度場具有重要的現(xiàn)實意義。

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

3、計算，將模擬結(jié)果與工程實例作比較，其結(jié)果吻合較好，可以指導(dǎo)施工。
　　②確定凍結(jié)溫度場的分布規(guī)律，研究相鄰的兩個凍結(jié)管交圈時和達(dá)到凍土帷幕厚度時所需時間，并與工程實例作比較，其結(jié)果吻合良好，可指導(dǎo)施工。
　?、垩芯柯?lián)絡(luò)通道凍結(jié)施工產(chǎn)生的凍脹力對上、下行隧道產(chǎn)生的影響，以及凍土帷幕自身所受力的情況。聯(lián)絡(luò)通道施工對主隧道在三個方向產(chǎn)生附加變形，須采取措施控制主隧道的變形。
　　④模擬聯(lián)絡(luò)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(shù)，以確定凍土帷幕設(shè)計參數(shù)是否能滿足開挖要求。結(jié)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(lián)絡(luò)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(jié)溫度場的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行理論推導(dǎo)分析，確定溫度分布規(guī)律。分析可得單管凍結(jié)區(qū)的溫度分布呈對數(shù)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(jié)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