本文關(guān)鍵詞：引水隧洞雙排水平凍結(jié)法數(shù)值模擬與實(shí)測分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,隨著引調(diào)水工程的興起,引水隧洞因其能夠很好的保證水源質(zhì)量而成為了工程中最主要的建筑物。在隧洞施工過程中往往會(huì)遇到不可預(yù)見的復(fù)雜的地質(zhì)難題,使得傳統(tǒng)的施工方法很難解決。人工凍結(jié)法因?yàn)槠浒踩愿�、結(jié)構(gòu)適應(yīng)性強(qiáng)、隔水性好及綠色無污染等優(yōu)點(diǎn),在地下空間中得以廣泛的應(yīng)用。以甘肅最大的引水工程—引洮工程一期供水總干渠7#隧洞含水疏松砂巖段為研究背景,針對(duì)其凍結(jié)法施工,運(yùn)用大型非線性有限元程序ANSYS重點(diǎn)分析了隧洞在凍結(jié)過程中溫度場的變化及凍結(jié)帷幕形成的過程和在開挖過程中凍結(jié)帷幕的應(yīng)力場分布及位移場分布等。從而對(duì)凍結(jié)過程中溫度及時(shí)間的控制提供參考,為隧洞在選線布置、開挖及結(jié)構(gòu)支護(hù)設(shè)計(jì)施工提供科學(xué)技術(shù)支持,增強(qiáng)隧洞災(zāi)害的預(yù)測預(yù)報(bào)和防災(zāi)減災(zāi)的應(yīng)對(duì)能力,對(duì)保證工程安全、順利正常施工和節(jié)省投資具有重大意義。主要有以下研究工作和結(jié)論：1、在綜合分析引洮工程數(shù)十年積累的工程地質(zhì)勘查資料和引洮工程7#隧洞補(bǔ)堪洞段隧洞圍巖工程地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上,對(duì)引洮工程區(qū)域尤其是7#隧洞含水疏松砂巖段所在工程區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境背景、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、地層巖性和工程地質(zhì)參數(shù)等基礎(chǔ)地質(zhì)資料進(jìn)行了研究分析,得出適用模型分析計(jì)算的各項(xiàng)參數(shù)。2、基于考慮相變的熱固耦合理論,采用大型有限元分析軟件ANSYS,對(duì)引水隧洞凍結(jié)過程中溫度場的變化、凍結(jié)帷幕的形成過程進(jìn)行分析,計(jì)算出凍土帷幕完全形成所需的時(shí)間。結(jié)果表明：積極凍結(jié)50天,凍土帷幕達(dá)到設(shè)計(jì)厚度2.5m,平均溫度達(dá)到設(shè)計(jì)值-10℃。3、對(duì)開挖過程進(jìn)行數(shù)值模擬。研究了凍土帷幕的溫度場分布和在設(shè)計(jì)溫度和厚度下凍土帷幕的應(yīng)力場及位移場的分布,以及其壓、拉、剪應(yīng)力極值并確定極值發(fā)生的位置。結(jié)果表明：開挖過程中凍土帷幕的壓、拉、剪應(yīng)力極值分別為2.88MPa、0.15MPa和0.97MPa,均符合設(shè)計(jì)要求,計(jì)算值相對(duì)于設(shè)計(jì)值的安全系數(shù)分別為2.0、13.0和1.5。4、結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù),分析了凍結(jié)過程中凍土的溫度變化規(guī)律及凍土帷幕的形成機(jī)理,結(jié)果表明：凍土帷幕產(chǎn)生的位移量較小,能有效的維持地層穩(wěn)定,為施工提供良好的作業(yè)空間。最后提出了一些有效的措施及建議。
【關(guān)鍵詞】：引洮工程 引水隧洞 人工水平凍結(jié)法 凍結(jié)帷幕 數(shù)值模擬 溫度場 應(yīng) 力場 位移場
【學(xué)位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TV672
【目錄】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 研究目的及意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 人工凍結(jié)法研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 數(shù)值模擬及實(shí)測分析13-14
• 1.3 本文的研究內(nèi)容及思路方法14-17
• 1.3.1 研究內(nèi)容14-15
• 1.3.2 研究思路方法15-16
• 1.3.3 研究技術(shù)路線圖16-17
• 第二章 人工土層凍結(jié)法的基本理論17-26
• 2.1 凍結(jié)過程的物理本質(zhì)17-18
• 2.1.1 凍土的基本成分17
• 2.1.2 凍土的形成過程17-18
• 2.2 凍土的物理指標(biāo)18-20
• 2.2.1 比熱18-19
• 2.2.2 導(dǎo)熱系數(shù)19
• 2.2.3 導(dǎo)溫系數(shù)19
• 2.2.4 熱容量19-20
• 2.2.5 相變潛熱20
• 2.3 正凍土熱質(zhì)傳輸理論20-23
• 2.3.1 熱應(yīng)力問題的數(shù)學(xué)描述20-21
• 2.3.2 熱質(zhì)輸運(yùn)的基本方程21-23
• 2.4 凍脹機(jī)理及防治措施23-24
• 2.4.1 凍脹機(jī)理23
• 2.4.2 影響土體凍脹的基本因素23-24
• 2.5 人工凍土凍脹的特殊性分析24-26
• 第三章 引洮工程7#隧洞工程簡介26-45
• 3.1 工程概況26-35
• 3.1.1 氣象條件26-27
• 3.1.2 水文條件27
• 3.1.3 工程位置27-28
• 3.1.4 地形地貌28
• 3.1.5 隧洞工程地質(zhì)28-32
• 3.1.6 新增施工支洞工程地質(zhì)32-35
• 3.2 人工凍結(jié)施工方法35-45
• 3.2.1 分項(xiàng)施工步驟及要求35-37
• 3.2.2 凍結(jié)施工工藝及技術(shù)37-42
• 3.2.3 開挖與構(gòu)筑42-45
• 第四章 數(shù)值計(jì)算分析45-56
• 4.1 ANSYS及有限元介紹45-49
• 4.1.1 有限元法及其基本思想45
• 4.1.2 有限元軟件ANSYS45
• 4.1.3 ANSYS內(nèi)部分析過程45-46
• 4.1.4 ANSYS考慮相變的熱力耦合模型46-49
• 4.2 引洮工程7~隧洞凍結(jié)施工數(shù)值模擬49-50
• 4.2.1 ANSYS模擬實(shí)際工程的基本假設(shè)49
• 4.2.2 建立模型49
• 4.2.3 模型參數(shù)的選取49-50
• 4.3 凍結(jié)階段分析50-53
• 4.3.1 溫度場分析50-53
• 4.4 開挖階段分析53-56
• 4.4.1 位移場分析53-54
• 4.4.2 應(yīng)力場分析54-56
• 第五章 溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)分析及措施56-61
• 5.1 去、回路鹽水溫度的變化情況56-57
• 5.2 測溫孔降溫情況57-59
• 5.3 溫度場分布規(guī)律59-60
• 5.4 保溫及隔熱措施60-61
• 第六章 結(jié)論與展望61-63
• 6.1 結(jié)論61
• 6.2 展望61-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-69
• 作者簡介69-70
• 導(dǎo)師簡介70-71

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉建剛;李宗春;路遙;;單排水平凍結(jié)工程溫度場數(shù)值模擬[J];勘察科學(xué)技術(shù);2011年01期

  本文關(guān)鍵詞：引水隧洞雙排水平凍結(jié)法數(shù)值模擬與實(shí)測分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：510485