›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (10): 3015-3022.doi: 10.16285/j.rsm.2015.10.036
马茂艳1, 2,程 桦3,荣传新4
MAO Mao-yan1, 2, CHENG Hua3, RONG Chuan-xin4
摘要: 深厚冲积层冻结压力取值大小是冻结法凿井外层井壁设计计算的重要依据。为此,基于符合深井冻土蠕变特性的改进西原模型,利用ABAQUS软件的用户子程序接口,实现该模型的UMAT开发。考虑土体冻结过程中的热-力耦合作用获得井筒开挖前土体冻胀应力分布规律,在此基础上,计算分析了深部冻结井的掘砌过程,获得了作用于外层井壁的冻结压力发展变化规律。计算结果表明:土体埋深、冻结壁温度、土体冻胀率等因素均影响冻结压力的大小。在其他条件不变的情况下,当埋深由400 m增加到500 m时,冻结压力增加21%;当冻结壁平均温度由-16 ℃降低至-18 ℃时,冻结压力减小10%;当土体冻胀率由2%增加到3%时,冻结压力增加3.8%。冻结压力随层位深度及土体冻胀率的增加而增加,而降低冻结壁温度则有利于冻结壁的稳定。数值计算结果与实测值的误差小于15%,比理论计算更有利于实际工程中深井冻结压力的计算预测。
中图分类号:
[1] | 宋勇军, 杨慧敏, 张磊涛, 任建喜. 冻结红砂岩单轴损伤破坏CT实时试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 152-160. |
[2] | 严健, 何川, 晏启祥, 许金华. 雀儿山隧道冰碛地层冻胀力原位测试及计算分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3593-3602. |
[3] | 宋宏芳, 岳祖润, 李佰林, 张松, . 季节冻土区高速铁路防冻胀路基保温强化特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 4041-4048. |
[4] | 刘艳章, 郭赟林, 黄诗冰, 蔡原田, 李凯兵, 王刘宝, 李 伟, . 冻融作用下裂隙类砂岩断裂特征与强度损失研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 62-71. |
[5] | 杨秀荣,姜谙男,江宗斌. 含水状态下软岩蠕变试验及损伤模型研究[J]. , 2018, 39(S1): 167-174. |
[6] | 张玉伟,谢永利,李又云,赖金星,. 基于温度场时空分布特征的寒区隧道冻胀模型[J]. , 2018, 39(5): 1625-1632. |
[7] | 田亚护,胡康琼,邰博文,沈宇鹏,王腾飞,. 不同因素对排水沟渠水平冻胀力的影响[J]. , 2018, 39(2): 553-560. |
[8] | 黄诗冰,刘泉声,程爱平,刘艳章,. 低温岩体裂隙冻胀力与冻胀扩展试验初探[J]. , 2018, 39(1): 78-84. |
[9] | 石荣剑,陈 斌,岳丰田,张 勇,陆 路,. 盾构地中对接冻结加固模型试验(Ⅱ)—— 冻结过程中地层的冻胀效应研究[J]. , 2017, 38(9): 2639-2646. |
[10] | 任建喜,孙杰龙,张 琨,王 江,王东星. 富水砂层斜井冻结壁力学特性及温度场研究[J]. , 2017, 38(5): 1405-1412. |
[11] | 申艳军,杨更社,荣腾龙,刘 慧. 低温环境下含表面裂隙硬岩温度场及冻胀演化过程分析[J]. , 2016, 37(S1): 521-529. |
[12] | 魏厚振, 周家作,韦昌富,陈 盼. 饱和粉土冻结过程中的水分迁移试验研究[J]. , 2016, 37(9): 2547-2552. |
[13] | 刘泉声 ,黄诗冰 ,康永水 ,刘建平,. 裂隙冻胀压力及对岩体造成的劣化机制初步研究[J]. , 2016, 37(6): 1530-1541. |
[14] | 王永涛 ,王大雁 ,马 巍 ,穆彦虎 ,关 辉 ,顾同欣,. 青藏粉质黏土单向冻结冷生构造发育及冻胀发展过程试验研究[J]. , 2016, 37(5): 1333-1342. |
[15] | 何 菲,王 旭,蒋代军,梁庆国,任明洋. 桩基冻胀力的三维黏弹性问题研究[J]. , 2015, 36(9): 2510-2516. |
|