›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (S2): 149-155.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

浅覆土下矩形冻结加固的模型试验研究

商厚胜1, 2,岳丰田3,石荣剑3   

  1. 1.中国矿业大学(北京) 力学与建筑工程学院,北京 100083;2.上海浦东新区市政工程建设管理中心,上海 211100; 3.中国矿业大学 力学与建筑工程学院,江苏 徐州 221116
  • 收稿日期:2014-01-21 出版日期:2014-10-31 发布日期:2014-11-12
  • 作者简介:商厚胜,男,1974年生,博士研究生,高级工程师,主要从事工程施工管理等方面的研究。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No. 41171065)。

Model test of artificial ground freezing in shallow-buried rectangular cemented soil

SHANG Hou-sheng1, 2, YUE Feng-tian3, SHI Rong-jian3   

  1. 1. School of Mechanics and Civil Engineering, China University of Mining & Technology(Beijing), Beijing 100083, China; 2. Shanghai Pudong New Area Municipal Engineering Construction Management Center, Shanghai 211100, China; 3. School of Mechanics and Civil Engineering, China University of Mining & Technology, Xuzhou, Jiangsu 221116, China
  • Received:2014-01-21 Online:2014-10-31 Published:2014-11-12

摘要: 为获得浅覆土下矩形冻结加固体的温度场分布及冻胀变形规律,以广州地铁6号线穿越3号线的冻结工程为原型,根据相似理论,设计进行了水平冻结的模型试验。结果表明,在地表散热的影响下浅埋冻结工程中紧邻地表的冻结区域降温速度较慢,形成的冻结壁是整个加固体的薄弱环节;冻结过程中冻结壁向内发展较快,其平均发展速度是向外发展速度的1.5倍左右;形成封闭的冻结壁前,采用较高的盐水温度进行冻结,可有效地控制土体的冻胀变形,冻结壁封闭后,降低盐水温度,冻胀变形会明显增加;冻胀过程中产生的冻胀力对上部土层有压密作用,使土层的冻胀变形随着埋深的变浅而减小;对于浅埋矩形地下冻结工程,上部覆土和冻结加固体之间相互影响作用明显,上部土层的散热会影响冻结加固体内温度场的分布规律,而下部冻土的冻胀作用也会压密上部土层。

关键词: 人工冻结, 温度场, 冻胀变形, 浅覆土, 模型试验

Abstract: In order to obtain the temperature distribution and frost deformation law of frozen wall, the shallow-buried rectangular freezing engineering, which is a construction of the line 3 to cross line 6 in Guangzhou metro, was studied through the model test based on similarity theory. Conclusions are drawn as follows. Firstly, the temperature of the soil closed to the ground surface drops slowly under the influence of ground heat dissipation in shallow-buried freezing engineering .And the frozen wall closed to the ground surface is relatively weak. In the process of freezing, the average development speed of internal frozen wall is about 1.5 times that of the outward frozen wall. Secondly, small amount of frost heaving deformation is generated in the initial freezing stage. The freezing construction is proceeding with high-temperature brine; and the closed frozen wall is not formed at this stage. Thirdly, when the frozen wall is closed, the frost deformation of frozen wall increases obviously at the time of the freezing construction with low-temperature brine. In general, the soil frost heave deformation tends to decrease when the soil layer depth becomes smaller because the upper soil layer is compacted. There is significant interaction effect between the upper shallow covering and frozen wall in shallow-buried rectangular freezing engineering. This implies that the upper soil layer, which will produce deformation in the advance of the freezing process, will affect the temperature field distribution in frozen wall.

Key words: artificial ground freezing, temperature field, frost heave deformation, shallow-buried, model test

中图分类号: 

  • TU 443
[1] 王国辉, 陈文化, 聂庆科, 陈军红, 范晖红, 张川, . 深厚淤泥质土中基坑开挖对基桩 影响的离心模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 399-407.
[2] 陈贺, 张玉芳, 张新民, 魏少伟, . 高压注浆钢花管微型桩抗滑特性 足尺模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 428-436.
[3] 雷华阳, 胡垚, 雷尚华, 祁子洋, 许英刚, . 增压式真空预压加固吹填超软土微观结构特征分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 32-40.
[4] 于一帆, 王平, 王会娟, 许书雅, 郭海涛, . 堆积层滑坡地震动力响应的物理模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 172-180.
[5] 王东坡, 陈政, 何思明, 陈克坚, 刘发明, 李明清, . 泥石流冲击桥墩动力相互作用物理模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3363-3372.
[6] 陈宇龙, 内村太郎, . 基于弹性波波速的降雨型滑坡预警系统[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3373-3386.
[7] 王钦科, 马建林, 陈文龙, 杨彦鑫, 胡中波, . 上覆土嵌岩扩底桩抗拔承载特性离心 模型试验及计算方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3405-3415.
[8] 刘伟俊, 张晋勋, 单仁亮, 杨昊, 梁辰, . 渗流作用下北京砂卵石地层多排管局部 水平冻结体温度场试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3425-3434.
[9] 卢谅, 石通辉, 杨东, . 置换减载与加筋复合处理方法对路基不 均匀沉降控制效果研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3474-3482.
[10] 杨文波, 邹涛, 涂玖林, 谷笑旭, 刘雨辰, 晏启祥, 何川. 高速列车振动荷载作用下马蹄形断面隧 道动力响应特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3635-3644.
[11] 蔡雨, 徐林荣, 周德泉, 邓超, 冯晨曦, . 自平衡与传统静载试桩法模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3011-3018.
[12] 孙飞, 张志强, 易志伟. 正断层黏滑错动对地铁隧道结构影响 的模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3037-3044.
[13] 詹良通, 胡英涛, 刘小川, 陈捷, 王瀚霖, 朱斌, 陈云敏. 非饱和黄土地基降雨入渗离心模型试验 及多物理量联合监测[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2478-2486.
[14] 周东, 刘汉龙, 仉文岗, 丁选明, 杨昌友, . 被动桩侧土体位移场的透明土模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2686-2694.
[15] 赵晓彦, 范宇飞, 刘亮, 蒋楚生, . 铁路台阶式加筋土挡墙潜在破裂面特征模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2108-2118.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 王 刚,李术才,王明斌. 渗透压力作用下加锚裂隙岩体围岩稳定性研究[J]. , 2009, 30(9): 2843 -2849 .
[2] 刘玉成,曹树刚,刘延保. 可描述地表沉陷动态过程的时间函数模型探讨[J]. , 2010, 31(3): 925 -931 .
[3] 刘恩龙. 岩土破损力学:结构块破损机制与二元介质模型[J]. , 2010, 31(S1): 13 -22 .
[4] 介玉新,杨光华. 基于广义位势理论的弹塑性模型的修正方法[J]. , 2010, 31(S2): 38 -42 .
[5] 杨建民,郑 刚. 基坑降水中渗流破坏归类及抗突涌验算公式评价[J]. , 2009, 30(1): 261 -264 .
[6] 周 华,王国进,傅少君,邹丽春,陈胜宏. 小湾拱坝坝基开挖卸荷松弛效应的有限元分析[J]. , 2009, 30(4): 1175 -1180 .
[7] 叶 飞,朱合华,何 川. 盾构隧道壁后注浆扩散模式及对管片的压力分析[J]. , 2009, 30(5): 1307 -1312 .
[8] 罗 强 ,王忠涛 ,栾茂田 ,杨蕴明 ,陈培震. 非共轴本构模型在地基承载力数值计算中若干影响因素的探讨[J]. , 2011, 32(S1): 732 -0737 .
[9] 王云岗 ,章 光 ,胡 琦. 斜桩基础受力特性研究[J]. , 2011, 32(7): 2184 -2190 .
[10] 龚维明,黄 挺,戴国亮. 海上风电机高桩基础关键参数试验研究[J]. , 2011, 32(S2): 115 -121 .