【摘要】：研究富水砂層斜井凍結(jié)壁力學(xué)特性及溫度場分布規(guī)律,可為解決斜井凍結(jié)法鑿井穿越富水砂層技術(shù)難點提供可靠依據(jù)。以陜北某斜井凍結(jié)法鑿井工程為研究背景,通過室內(nèi)物理力學(xué)試驗、現(xiàn)場實測及有限元數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究了凍結(jié)狀態(tài)下砂土的熱物理及力學(xué)特性,分析了斜井凍結(jié)法鑿井期間凍結(jié)壁受力機(jī)制,深入分析斜井凍融過程中凍結(jié)壓力變化規(guī)律及原因,對測溫孔與凍結(jié)壁徑向溫度實測與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了對比分析。研究結(jié)果表明,隨著溫度降低,凍結(jié)砂土導(dǎo)熱系數(shù)呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢,且凍結(jié)溫度對凍結(jié)砂土的內(nèi)摩擦角影響較大;凍結(jié)溫度、井筒埋深和地下水對凍結(jié)壓力的影響較大;混凝土水化熱對凍結(jié)壁的影響范圍約為460~475 mm。研究結(jié)果可為富水砂層地區(qū)斜井凍結(jié)法鑿井的優(yōu)化設(shè)計和安全穩(wěn)定性研究提供依據(jù)。
[Abstract]:The study on the mechanical properties and temperature field distribution of inclined shaft freezing wall in water-rich sand layer can provide a reliable basis for solving the technical difficulties of freezing sinking in inclined shaft through water-rich sand layer. In this paper, the thermophysical and mechanical properties of sand under freezing condition are studied by means of indoor physical and mechanical test, field measurement and finite element numerical simulation, taking the freezing sinking project of a inclined shaft in northern Shaanxi as the research background. The mechanism of freezing wall force during freezing sinking of inclined shaft is analyzed, the variation law and reason of freezing pressure during freezing and thawing process of inclined shaft are deeply analyzed, and the measured and numerical simulation results of radial temperature of temperature measuring hole and freezing wall are compared and analyzed. The results show that the thermal conductivity of frozen sand increases first and then decreases with the decrease of temperature, and the freezing temperature has a great effect on the angle of internal friction of frozen sand. Freezing temperature, wellbore depth and groundwater have great influence on freezing pressure, and the influence range of concrete hydration heat on freezing wall is about 460,475 mm.. The results can provide the basis for the optimization design and safety stability study of inclined shaft freezing method in water-rich sand formation area.
【作者單位】： 西安科技大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院;
【基金】：陜西省科學(xué)研究發(fā)展計劃項目資助(No.2016XT-04,No.2016XT-25,No.2015XT-15) 陜西省教育廳科研計劃項目資助(No.16JK1512)~~
【分類號】：TD265.3

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本文編號：2402349