[01356206]粘土冻结过程中的温度场演变及在冻结法施工中的应用
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技术详细介绍
冷热处理法是地基处理的前沿课题之一,具有极其广阔的应用前景。岩土冻结过程中的热交换和温度场变化是一个具有移动边界、内热源和相变的复杂Stefan问题。本课题主要研究粘土冻结时温度场的演变和土的物理力学性能变化,以及测温孔温度与土体真实温度之间的关系。采用相似理论、数值计算及模型试验相结合的研究方法,建立冻结水力、热力数学模型。考虑冰水相变及土壤凝固潜热对温度的影响,研究冻结期间温度场变化规律。基于模型槽试验,变换冻结管布置方式,研究温度场响应。模型槽中设置多个测点,测温管采用钢管和陶土管,空置或填充粘土,研究土-钢管传热与土-陶土传热的机理,以改进测温方法。研究冷量、热传导、吸热、相变等参数之间的关联性,最终建立冻结过程中热交换-温度场演变-冻土力学性能之间的关系。在此基础上建立冻结法施工的热、力学模型,并将其应用于地铁联络通道冻结法设计和施工之中,并通过现场温度测试对模型加以验证和改进。