【摘要】：隧道人工凍結(jié)施工期地層的凍脹現(xiàn)象會對工程周邊環(huán)境產(chǎn)生不良影響,合理的地表凍脹預(yù)測方法對隧道凍結(jié)設(shè)計和施工具有重大指導(dǎo)意義,并可降低凍結(jié)法應(yīng)用的成本和風(fēng)險。為此,提出在隧道水平凍結(jié)期,凍結(jié)壁交圈前,地表凍脹位移由多個獨立凍土柱的疊加凍脹效應(yīng)引起;凍結(jié)壁交圈后,地表凍脹位移則由整個凍結(jié)壁的凍脹效應(yīng)引起。并指出凍結(jié)壁交圈前的溫度場可由單管凍結(jié)理論近似求解,凍結(jié)壁交圈后的溫度場則由平板凍結(jié)理論近似求解。在此基礎(chǔ)上,基于單管凍結(jié)理論、平板凍結(jié)理論和土體凍脹率計算公式,考慮凍結(jié)壁的形成過程,采用隨機介質(zhì)理論,建立隧道水平凍結(jié)期地表凍脹的預(yù)測方法。將該預(yù)測方法應(yīng)用于實際工程案例中,通過與現(xiàn)場實測結(jié)果的對比分析,驗證預(yù)測方法的實用性和可靠性。
[Abstract]:The frost heave phenomenon in the stratum during the tunnel artificial freezing construction period will have a bad effect on the surrounding environment of the project. Reasonable surface frost heave prediction method is of great guiding significance to the tunnel freezing design and construction, and can reduce the cost and risk of the application of the freezing method. Therefore, it is proposed that during the horizontal freezing period of the tunnel, the surface frost heave displacement is caused by the superimposed frost heaving effect of several independent frozen soil columns before the frozen wall intersecting, and the surface frost heave displacement is caused by the frost heave effect of the whole frozen wall after the freezing wall intersection. It is pointed out that the temperature field before freezing wall intersection can be approximately solved by single tube freezing theory, and the temperature field after freezing wall intersection can be solved by plate freezing theory. On this basis, based on the single tube freezing theory, the flat plate freezing theory and the calculation formula of soil frost heaving rate, considering the formation process of freezing wall, a prediction method of surface frost heave in horizontal freezing period of tunnel is established by using random medium theory. The prediction method is applied to practical engineering cases, and the practicability and reliability of the prediction method are verified by comparing with the field measured results.
【作者單位】： 安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院;中南大學(xué)土木工程學(xué)院;
【基金】：國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973計劃)項目(2011CB013802) 國家自然科學(xué)基金資助項目(51208004) 安徽省自然科學(xué)基金資助項目(1208085QE87)~~
【分類號】：U455.49

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 劉寶琛，張家生;近地表開挖引起的地表沉降的隨機介質(zhì)方法[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;1995年04期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 石雷;;淺埋暗挖大跨度矩型隧道地表沉降控制技術(shù)[J];安徽建筑;2006年03期

2 劉弈麟;淺埋隧道開挖地表移動與變形預(yù)計[J];地下空間;2003年04期

3 朱永生;楊其新;;隧道施工導(dǎo)致的地表移動及變形研究[J];地下空間與工程學(xué)報;2006年04期

4 李文廣;胡長明;;深基坑降水引起的地面沉降預(yù)測[J];地下空間與工程學(xué)報;2008年01期

5 韓煊;羅文林;李寧;;地鐵隧道施工引起沉降槽寬度的影響因素[J];地下空間與工程學(xué)報;2009年06期

6 郭牡丹;王述紅;張敏思;趙雪;宋建;;沈陽五愛隧道施工誘發(fā)地表沉降數(shù)值模擬分析[J];地下空間與工程學(xué)報;2009年06期

7 王建秀;付慧仙;朱雁飛;唐益群;楊坪;;基于地層損失的盾構(gòu)沉降計算方法研究進展[J];地下空間與工程學(xué)報;2010年01期

8 陽軍生;李建生;傅金陽;;隧道施工對鄰近結(jié)構(gòu)物影響評價軟件的開發(fā)[J];地下空間與工程學(xué)報;2011年01期

9 馬靜;徐前衛(wèi);金方方;明娟;;無襯砌支護下隧道拱頂塌方破壞模型試驗[J];地下空間與工程學(xué)報;2011年S1期

10 王建秀;田普卓;付慧仙;朱雁飛;;基于地層損失的盾構(gòu)隧道地面沉降控制[J];地下空間與工程學(xué)報;2012年03期

相關(guān)會議論文 前10條

1 陳寧;徐軍民;袁斌;;盾構(gòu)上位機監(jiān)控系統(tǒng)的研究及實現(xiàn)[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

2 傅一棟;;多目標(biāo)規(guī)劃理論在新建隧道開挖順序優(yōu)化問題中的應(yīng)用[A];自主創(chuàng)新與持續(xù)增長第十一屆中國科協(xié)年會論文集（2）[C];2009年

3 石朋飛;烏效鳴;;地下管道施工引起的地表變形分析[A];2011年非開挖技術(shù)會議論文集[C];2011年

4 張永興;王桂林;;高層建筑巖石洞室地基穩(wěn)定性分析方法與應(yīng)用 第16屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議特邀報告[A];第16屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集（第Ⅰ冊）[C];2007年

5 劉紀(jì)峰;王逢朝;;考慮盾構(gòu)隧道圍巖擾動損傷的地表沉降預(yù)測[A];第19屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集（第Ⅱ冊）[C];2010年

6 藺云宏;;地鐵盾構(gòu)施工穿越古建筑的加固方案設(shè)計[A];西部礦山建設(shè)工程理論與實踐[C];2009年

7 楊征;何川;方勇;蘇宗賢;;平行地鐵區(qū)間盾構(gòu)隧道施工相互影響研究[A];中國交通土建工程學(xué)術(shù)論文集（2006）[C];2006年

8 王琪;羅俊成;王兵;;淺埋地鐵隧道施工引起的地表沉降分析研究[A];中國土木工程學(xué)會第十二屆年會暨隧道及地下工程分會第十四屆年會論文集[C];2006年

9 賀利民;周太全;華淵;;某地鐵區(qū)間隧道凍結(jié)施工凍脹效應(yīng)隨機預(yù)測分析[A];安全高效煤礦地質(zhì)保障技術(shù)及應(yīng)用——中國地質(zhì)學(xué)會、中國煤炭學(xué)會煤田地質(zhì)專業(yè)委員會、中國煤炭工業(yè)勞動保護科學(xué)技術(shù)學(xué)會水害防治專業(yè)委員會學(xué)術(shù)年會文集[C];2007年

10 張銘海;郭英杰;;淺埋暗挖法施工中的動態(tài)技術(shù)控制[A];第四屆中國巖石錨固與注漿學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 左廷英;基于先驗約束信息的變形監(jiān)測濾波算法研究[D];中南大學(xué);2011年

2 周誠;地鐵盾構(gòu)施工地表變形時空演化規(guī)律與預(yù)警研究[D];華中科技大學(xué);2011年

3 吳克新;青島地鐵交疊隧道施工力學(xué)響應(yīng)與地面建筑變形控制研究[D];山東科技大學(xué);2010年

4 胡榮明;城市地鐵施工測量安全及安全監(jiān)測預(yù)警信息系統(tǒng)研究[D];陜西師范大學(xué);2011年

5 孫宇坤;受盾構(gòu)隧道施工影響的砌體結(jié)構(gòu)房屋性狀研究[D];浙江大學(xué);2012年

6 段光杰;地鐵隧道施工擾動對地表沉降和管線變形影響的理論和方法研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2003年

7 馮海寧;頂管施工環(huán)境效應(yīng)影響及對策[D];浙江大學(xué);2003年

8 王鐵生;地下隧洞測控技術(shù)與地表沉降動態(tài)監(jiān)控模型的研究[D];河海大學(xué);2003年

9 吳波;復(fù)雜條件下城市地鐵隧道施工地表沉降研究[D];西南交通大學(xué);2003年

10 方建勤;地下工程開挖災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)的研究[D];中南大學(xué);2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 邱浩浩;鐵路隧道CRD法施工引起的地表變形及其監(jiān)控量測研究[D];長沙理工大學(xué);2010年

2 牛淑慧;安晉淺埋隧道開挖地表沉降及安全分析[D];昆明理工大學(xué);2010年

3 吳迪;富水砂層土壓平衡盾構(gòu)掘進施工引起的地表沉降分析[D];沈陽建筑大學(xué);2011年

4 姚娣;地鐵一號線降水監(jiān)測方案優(yōu)化及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的建立[D];沈陽建筑大學(xué);2011年

5 趙瑞傳;軟弱圍巖地質(zhì)條件下大斷面隧道三臺階法施工引起的地層變形及施工控制的研究[D];北京交通大學(xué);2011年

6 王春輝;地下工程臨近既有地鐵施工安全性影響評價研究[D];北京交通大學(xué);2011年

7 李倩倩;北京地鐵淺埋暗挖隧道合理埋置深度的研究[D];北京交通大學(xué);2011年

8 劉成偉;群洞施工引起地表沉降的研究[D];河南理工大學(xué);2007年

9 萬靈;大跨度淺埋深隧道施工對地表變形影響數(shù)值分析研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2011年

10 劉永林;武漢地鐵虎—名區(qū)間隧道開挖引起的地表沉降研究[D];中國地質(zhì)大學(xué);2011年

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王書元;;土的凍脹及冷庫地坪防凍[J];冷藏技術(shù);1981年04期

2 李洪升,張小鵬,李光偉;合理考慮凍脹力的結(jié)構(gòu)物設(shè)計原則[J];土木工程學(xué)報;1993年05期

3 婁桂蘭,王成忠,李長余,王開成,姚鳳菊;渠系建筑物抗凍脹設(shè)計中的幾個問題[J];黑龍江水利科技;1997年04期

4 李愛國;袁寶遠(yuǎn);陳艷容;陳艷國;;排樁凍結(jié)法深基坑凍脹力的動態(tài)預(yù)測研究[J];西部探礦工程;2006年02期

5 董妮婭;董國安;;道路凍脹的破壞與防治[J];黑龍江交通科技;2008年03期

6 鄧剛;王建宇;鄭金龍;;寒區(qū)隧道凍脹壓力的約束凍脹模型[J];中國公路學(xué)報;2010年01期

7 仇文革;孫兵;;凍土三軸凍脹應(yīng)力-應(yīng)變試驗方法研究[J];冰川凍土;2010年01期

8 仇文革;孫兵;;寒區(qū)破碎巖體隧道凍脹力室內(nèi)對比試驗研究[J];冰川凍土;2010年03期

9 劉鴻緒;;季節(jié)凍土地基凍脹力的計算[J];低溫建筑技術(shù);1983年01期

10 陳肖柏;土凍結(jié)作用研究近況[J];力學(xué)進展;1991年02期

相關(guān)會議論文 前10條

1 白國權(quán);仇文革;張俊儒;;凍土隧道凍脹力等級劃分標(biāo)準(zhǔn)研究[A];第六屆海峽兩岸隧道與地下工程學(xué)術(shù)及技術(shù)研討會論文集[C];2007年

2 王振國;李志剛;;土的凍脹對建筑物的危害與防治[A];土木建筑學(xué)術(shù)文庫（第7卷）[C];2007年

3 周金生;周國慶;商翔宇;王建州;周揚;;不同凍結(jié)模式下人工凍土凍脹規(guī)律的試驗研究[A];礦山建設(shè)工程新進展——2005全國礦山建設(shè)學(xué)術(shù)會議文集（上冊）[C];2005年

4 黃興根;薛利兵;孟令新;;鄆城煤礦副井凍脹力監(jiān)測及其在凍結(jié)施工中的應(yīng)用[A];第四屆全國煤炭工業(yè)生產(chǎn)一線青年技術(shù)創(chuàng)新文集[C];2009年

5 張列;孫克國;;寒區(qū)富水隧道凍脹機理及防治措施[A];第十二屆海峽兩岸隧道與地下工程學(xué)術(shù)與技術(shù)研討會論文集[C];2013年

6 張伯平;牟過斌;劉海軍;;渠道襯砌抗凍脹問題研究[A];東北巖石力學(xué)與工程分會學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2005年

7 周坤;仇文革;;凍土隧道的凍脹力研究[A];中國交通土建工程學(xué)術(shù)論文集（2006）[C];2006年

8 崔灝;;三圈管凍結(jié)壁凍脹力的模型試驗研究[A];礦山建設(shè)工程新進展——2006全國礦山建設(shè)學(xué)術(shù)會議文集（上冊）[C];2006年

9 白國權(quán);仇文革;;凍土隧道凍脹力矢量分析研究[A];中國土木工程學(xué)會第十五屆年會暨隧道及地下工程分會第十七屆年會論文集[C];2012年

10 楊更社;張全勝;;隧道圍巖凍脹力的解析計算分析[A];巖石力學(xué)新進展與西部開發(fā)中的巖土工程問題——中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會第七次學(xué)術(shù)大會論文集[C];2002年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 李甲林;渠道襯砌凍脹破壞力學(xué)模型及防凍脹結(jié)構(gòu)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2009年

2 趙安平;季凍區(qū)路基土凍脹的微觀機理研究[D];吉林大學(xué);2008年

3 陳軍浩;多圈管凍結(jié)模型試驗及人工凍土凍脹規(guī)律研究[D];安徽理工大學(xué);2013年

4 李巖;豎向直排凍結(jié)斜井模擬試驗及凍土穩(wěn)定性研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2012年

5 周揚;凍土凍脹理論模型及凍脹控制研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2009年

6 鄧剛;高海拔寒區(qū)隧道防凍害設(shè)計問題[D];西南交通大學(xué);2012年

7 翟蓮;季凍區(qū)湖岸構(gòu)筑物凍害機理及防治方法的研究[D];吉林大學(xué);2011年

8 胡坤;凍土水熱耦合分離冰凍脹模型的發(fā)展[D];中國礦業(yè)大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 郭利霞;渠道凍脹力學(xué)模型及有限元分析[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2007年

2 匡亮;室內(nèi)單軸凍脹本構(gòu)試驗及凍土隧道凍脹力模型試驗研究[D];西南交通大學(xué);2006年

3 張海銀;人工凍結(jié)黏土凍脹特性試驗研究[D];安徽理工大學(xué);2013年

4 白國權(quán);高海拔嚴(yán)寒地區(qū)隧道溫度場分布規(guī)律及襯砌凍脹力數(shù)值模擬研究[D];西南交通大學(xué);2006年

5 王冬;蘭州粉質(zhì)粘土凍脹融沉特性研究[D];蘭州理工大學(xué);2014年

6 王洪存;凍土隧道凍脹力敏感度分析及防凍保溫技術(shù)研究[D];重慶交通大學(xué);2014年

7 肖璇;東北季節(jié)冰凍地區(qū)公路凍脹與翻漿病害研究[D];長安大學(xué);2014年

8 譚麗華;水泥改良土凍脹融沉特性研究[D];同濟大學(xué);2008年

9 常發(fā)強;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在地基土凍脹中的結(jié)構(gòu)受力分析和防治研究[D];太原理工大學(xué);2009年

10 仲靜;粉質(zhì)粘土不同降溫模式凍脹試驗研究[D];黑龍江大學(xué);2014年

，

本文編號：2180626