一、人工冻结竖井中冻土壁强度与变形分析（论文文献综述）
王磊[1]（2021）在《人工冻土水分迁移规律及下穿冻结对上覆结构作用研究》文中提出人工冻结法在富水软土地层隧道建设中应用广泛,但冻土冻胀现象对上覆结构的安全性具有不良影响。随着冻结隧道下穿上覆结构工程数量的逐年增加,冻胀引起上覆结构变形的现象已经引起了学者们的高度关注,但上覆结构在冻结下穿过程中的变形计算方法及相互作用规律尚不清楚。本文瞄准冻胀的实质是冻土中水分迁移引起的宏观表现这一理论核心,基于达西定律、质量守恒定律和迁移势理论,构建人工冻土水分场计算数学模型及水分迁移引发冻胀演化模型,求解了冻结过程中下部体积增加量,推导了计算上覆土体变形反向Peck公式,即“冻隆公式”。基于极限拉应变法和薄板变形理论,提出了针对不同上覆结构形式、不同上覆结构刚度大小工况下的结构变形换算方法。主要取得以下研究成果:1)基于达西定律、质量守恒定律和迁移势模型推导了非饱和正冻土的水分迁移方程,进行了补水条件下的冻结水分迁移试验,定量得出了上覆荷载、含水率,冻结温度三个因素对水分迁移量的影响;2)提出了开放系统下的水分迁移量计算方法,得出冻结过程中下部体积增加量,计算得出开放系统条件下的水分体积增加量可达到冻土体积的110%;3)通过归纳文献数据、相似模拟试验和数值计算,论证了人工冻结冻胀引发上部地表变形符合高斯分布规律的结论,得出人工冻结引发上部地表变形影响范围约为8-10倍冻胀丘宽度;4)得出地表下部地层在冻胀作用下变形规律仍然符合高斯分布,推导了适用于冻胀的修正Mair公式,用于计算地表下地层的冻胀丘尺寸;5)推导了计算冻结过程中上覆地层变形的冻隆公式求解上覆结构所在地层的变形量;6)基于极限拉应变法和矩形薄板挠度公式,提出了针对不同上覆结构形式和不同刚度的结构变形计算方法,将冻隆公式求解得出的土层变形换算为结构变形,求解不同上覆结构在冻胀作用下产生的抬升;7)采用实际冻结工程监测数据对下部地层体积增加量、冻隆公式和结构变形计算方法进行了验证,实测值与计算值接近,可以满足施工过程中安全评价分析的需求。随着未来富水软土地层城市地铁隧道大规模建设,冻结下穿上覆结构工程数量将逐年增加。本文研究成果将为冻结下穿工程提供上覆结构变形计算方法,为冻结设计及施工提供有效参考依据。有针对性的采取结构预加固或冻胀控制措施,避免冻结下穿过程中上覆结构损坏等重大风险。研究成果为人工冻结技术在高风险地下工程领域的技术研究和应用建立理论基础和计算参考。
郑超[2]（2020）在《富水卵砾石层地铁联络通道冻结壁厚度计算及应用研究》文中认为冻结法作为常见的软弱土体加固工法之一,近年来在我国采矿工程、交通工程和建筑基础等领域应用广泛。当冻结法应用于地铁联络通道施工时,特别是遇到富水卵砾石软弱地层后,因为地质条件与规范差别很大,碰到了很多新的问题与困难。论文以南宁地铁某联络通道为工程背景,运用理论分析、数值模拟、现场实测等不同的研究方法,较系统的对富水卵砾石层地铁联络通道的冻结壁厚度及其温度、变形特性进行研究,提出适合富水卵砾石层中地铁联络通道冻结壁厚度的设计建议。主要得出以下研究成果:（1）对富水卵砾石软弱地层特殊性质和三种传统冻结壁厚度计算方法进行分析评价,在联系本工程特殊地质条件与地铁隧道的现场工程概况的基础上综合分析,采用我国学者李杰提出的结构力学法推导理论,简化计算模型,基于力法得出联络通道富水卵砾石层冻结壁厚度计算方法,并分析其在富水卵砾石层中的应用特点,提出了富水卵砾石层仍旧可以采用结构力学法计算冻结壁厚度,并提出优选要点。依托实际工程,根据工程概况与地层岩性,结合同组人员对-10℃人工冻土进行的物理力学试验确定的冻土的各类性质参数,并基于强度控制法与力法,考虑一定的安全系数,计算得出冻土壁厚度为2.0m。（2）利用有限元软件ABAQUS,采取数值模拟法,分别对积极冻结期内冻结壁的温度场和维护冻结期内地铁联络通道开挖过程进行分析研究。由数值分析结果得到:在积极冻结期内,位于冻结管内侧的点更早到达积极冻结温度（-10℃）,随着时间的推移,内外侧点温度曲线变化差异越大。在维护冻结期内,当进入开挖阶段,应力呈降落趋势,由模拟知冻结壁的最大变形满足容许变形条件,冻结壁受到的外荷载满足冻土的单轴抗压强度,进一步证明冻结壁设计厚度的安全可靠性。（3）通过现场实测与有限元模拟进行对比,分析联络通道温度、位移及应力三场的变化趋势,发现现场实测值和数值计算结果趋势相吻合。说明此模型计算方法、模型及参数都基本可行,考虑多地层相变能较好地反映实际工程温度场的变化过程,同时证明按照本文设计的冻结壁厚度2.0m在冻结壁变形及强度方面满足安全许可的要求,研究成果可为类似地下冻结工程施工设计提供有益的理论参考。（4）简述了富水卵砾石地层冻结内在机理,富水卵砾石层中冻土成分较普通冻土更为复杂,随着外部冻结温度的变化,内部温度、冰晶结构及未冻水含量也在随时发生改变,相变放热随之变化。冻结富水卵砾石层土是一个复杂的多相体系,因此只能在其他条件相同的情况下,来考虑某一个或两个因素的影响,分析这种因素的变化对冻土性状产生的影响。总之,本文通过研究富水卵砾石层地铁联络通道冻结壁厚度及其温度、变形特性,验证了地铁联络通道冻结壁厚度计算方法,为之后的类似研究提供有益参考。
李亚利[3]（2020）在《郑州地铁3号线联络通道冻结法施工温度控制的理论研究》文中研究指明随着我国城市地铁规模的不断发展,冻结法在地铁联络通道施工中得到了广泛应用。在冻结施工过程中,土体经过冻结后其物理力学性质会发生变化,从而对地表建筑物、地下结构和地下管线等造成影响。本文采用室内试验和数值模拟相结合的研究方法,结合郑州地铁3号线二七广场～顺城街站区间联络通道水平冻结工程,对郑州粉砂土的物理力学性质、冷媒温度和联络通道埋深对冻结法施工的影响进行研究,得到的结论如下:（1）在常温条件下,随着含水率的增加该粉砂土的粘聚力和内摩擦角逐渐减小,当含水率分别为13.8%、19.5%和25.2%时,其对应的粘聚力分别为41k Pa、30k Pa和10k Pa,相应的内摩擦角分别为28.47°、22.63°和16.57°。粉砂土的剪应力-应变曲线为应变硬化型。（2）在冻结状态时,该粉砂土的粘聚力随着冷却温度的降低显着增加,而内摩擦角的增幅较小。当土体温度为-1℃时,随着含水率从13.8%增大到25.2%,粉砂土的粘聚力分别为137k Pa、182k Pa和296k Pa,内摩擦角分别为31.4°、33.1°和35.5°。当温度为-5℃时,其相应的粘聚力分别为370k Pa、451k Pa和525k Pa,内摩擦角分别为30.4°、40.5°和44.1°。当温度为-10℃时,其相应的粘聚力分别为528k Pa、642k Pa和770k Pa,内摩擦角分别为37.7°、41.4°和46.7°。粉砂土的剪应力-应变曲线为应变软化型。（3）郑州地铁3号线二七广场～顺城街站区间联络通道人工冻结法施工理论计算结果分析表明,当冷媒温度分别为-20℃、-25℃、-30℃和-35℃时,各截面边墙、拱顶和仰拱冻结壁平均温度均达到-10℃且冻结壁厚度达到2m时,需要的冻结时间最大相差间隔分别为40天、33天、21天和15天;采用以上四种不同温度对联络通道冻结40天后,对地表产生的最大竖向冻胀位移分别为4.8mm、4mm、3.34mm和2.78mm。如未实施冻结对联络通道进行开挖,则引起的地表最大沉降量为51mm;冻结40天后进行开挖,地表最大沉降量分别为6.7mm、3.6mm、1.5mm和0.9mm。（4）对联络通道的不同埋深在冻结前后开挖的变形特性进行了分析。结果表明,当联络通道埋深在10m～30m之间时,未采用冻结法开挖时联络通道两侧的最大塑性区范围为2.5m～3.8m。采用冻结法施工开挖,当冷媒温度为-30℃且冷却40天后,可确保联络通道在施工过程中不发生塑性破坏;联络通道埋深从10m增加到30m时,地表的最大冻胀变形分别为6mm、5mm、2.7mm、1.3mm和0.5mm。
张翻[4]（2020）在《冻土热参数非线性变化和水分迁移对温度场的影响研究》文中研究指明在冻结过程中,冻土导热系数、比热容、潜热等热参数是非线性变化的。通过分析冻土热参数在不同温度条件下的发展规律,利用归一化方法得到能够描述冻土热参数变化规律和冻土冻结程度的函数,并利用该函数得到了冻土热参数的计算公式。在冻结过程中,土体内部将发生水分迁移,其结果是,冻土内部的水分和热参数发生重新分布,并且最终影响冻土温度场的发展。在分别考虑冻土热参数非线性变化和水分迁移影响情况下,利用数值模拟软件ABAQUS进行了温度场模拟,并对模拟结果进行了研究,并提出了一种更符合实际情况的冻土温度场修正计算方法。为此,本文做了如下工作:（1）假设土颗粒彼此间正交排列,而且土颗粒的接触面为球缺接触,由此建立了等效球缺接触的土骨架模型。负温环境下,远离土颗粒表面的自由水最先冻结成冰核,并随着温度的逐渐降低,冰核最终发展成为贯通的冰骨架。基于土—水—冰三相体间热传递不同的界面效应,提出了一个热传递复合物理模型。根据复合传热模型和土骨架模型建立了冻土导热系数的复合计算模型。（2）基于测试的不同温度条件下的冻土热参数,通过分析热参数在不同温度条件下的变化情况,得到单位温度梯度下冻土热参数的变化率情况。利用归一化方法对冻土热参数的变化率进行处理,并拟合得到热参数变化的数学表达式。并且通过函数表达式可反向计算得到不同温度条件下热参数。（3）冻土中水分迁移的驱动力由常温土体的基质吸力和冰水间作用力共同组成。通过非饱和土体的土水特征曲线和广义Clapeyron方程可以求解冻土中水分迁移的驱动力,利用静力学分析冻土未冻水在冻结锋面迁移的边界条件和平衡条件,建立计算水分迁移量的数学计算式。分析并计算水分迁移对冻土导热系数、比热容和潜热参数的影响。（4）基于热参数的非线性变化和水分迁移对冻土热参数的影响,分别设计单管冻结模拟试验和竖井开挖模拟试验,并利用数值模拟软件ABAQUS对其进行模拟,根据模拟结果分析热参数非线性变化和水分迁移对冻结温度场的影响。在此基础上,基于水分迁移对冻结温度场的影响,对温度场计算式进行修正。
刘桐宇[5]（2020）在《滨海地层地铁超长联络通道冻结温度场发展规律研究》文中认为滨海地区多为软弱富水地层,人工冻结法凭借其富水条件下出色的优越性在国内地铁区间联络通道建设中得到了广泛应用。常规联络通道冻结技术已较为成熟,但是关于超长联络通道工程经验和研究非常匮乏,施工中易出现冻结壁无法交圈、冻结效果不理想等问题,甚至会引发工程事故。本文运用理论计算、数值分析、现场实测等方法,依托福州地铁二号线某区间联络通道工程对超长联络通道冻结温度场发展规律进行系统研究,主要研究内容及结论如下:（1）基于冻结温度场数学模型,对地铁超长联络通道常见冻结孔排布形式下各冻结壁平均温度计算方法的适用性进行分析,得出等效模型法能较好反映冻结温度场,适合冻结壁平整的理想情况下应用;通用经验公式简便统一,便于实际工程应用,但在冻结半径远大于冻结孔距的冻结后期会存在一定误差。（2）建立超长联络通道冻结温度场三维数值计算模型,根据模型纵断面计算结果分析异步冻结情况下双侧冻结温度场发展规律,再根据冻结孔排布形式将单侧冻结范围分为四个区域进行特征研究,获得地铁超长联络通道双侧异步冻结温度场发展规律。计算结果表明右线联络通道在理想工况下冻结壁完全交圈至少需要22d,预计薄弱区域冻结效果较差,冻结50d冻结壁最薄厚度为2.27m,冻结壁平均温度为-12.19℃。（3）对工程实测数据进行整理分析,总结该地铁超长联络通道冻结工程中土体的温度变化规律。冻结关键技术指标计算结果表明,冻结50d时喇叭口及泵房区域最薄冻结壁厚度为2.29m,通道主体最薄冻结壁厚度为2.04m,冻结壁平均温度为-11.43℃,各指标满足设计施工要求。对比实测数据与数值模拟结果,预计冻结薄弱区域冻结效果较差的结论得到印证,两者误差在可以接受的范围内,模拟效果良好,推测实际施工冻结孔存在偏斜导致结果误差。（4）建立偏斜模型,分析冻结孔随机偏斜对超长联络通道冻结温度场发展的影响,结果表明冻结孔随机偏斜会影响联络通道局部土体的冻结降温,冻结50d时有、无偏斜情况下最薄冻结壁厚度之差可以达到0.26m,明显影响冻结壁的平整性和稳定性,容易形成冻结薄弱区域。说明地铁超长联络通道工前预测需充分考虑冻结孔偏斜影响,严格控制钻孔质量。
尚骁林[6]（2019）在《人工冻结法施工地铁联络通道冻结设计及实测研究》文中研究说明近年来,随着地下铁道建设的迅速发展,人工冻结法已成为软土地区地铁盾构隧道水平联络通道建设中常用的加固方法之一。以往人工冻结帷幕的设计主要建立在矿井建设的基础之上,而城市地下工程与矿井在施工深度、施工方法和受力状态都存在着很大的差异,因而需要对人工冻结法在城市地下工程中的相关设计方法进行研究。本文以西安地铁四号线为工程背景,通过人工冻土物理力学试验,对联络通道冻结壁各参数进行理论研究,继而对实际工程冻结壁及平均温度做出计算并对其稳定性进行验算,保障了施工的安全可靠性。首先,介绍了人工冻土的力学参数和特性,同时阐述了冻土壁厚度和冻结参数设计的一般原理和设计方法。通过对工程实地土质进行调研,选取有代表性的地区进行取土,根据《煤炭行业标准》,对重塑土进行-10℃下人工冻土的单轴抗压强度试验和三轴剪切试验,得出人工冻土物理力学指标,应用于西安市区人工冻结帷幕设计。其次,介绍了人工冻结法的原理及其优缺点,冻土变形的原因分析并对冻结壁厚度和冻结壁平均温度进行理论研究,用随机介质理论解释了冻土的地表变形,之后对冻结方案进行了设计,根据理论计算对实际工程水平联络通道冻结壁厚度和平均温度进行计算。最后,对盐水去回路温度、卸压孔压力、测温孔温度以及地表沉降进行监测,并和设计值进行比较以保证施工的安全可靠性。
郭梦圆[7]（2019）在《温度效应下深部黏土强度特性及显式蠕变本构模型研究》文中研究表明人工冻结法因其不受支护深度及支护范围限制等特点,成为目前深层建井、矿山开挖、地铁隧道等工程中最常用的方法。冻结壁的强度与变形是冻结法施工成功与否的关键,为保证地下工程施工的安全进行,须对冻土的力学特性进行细致的探究。以山西省某矿井黏土为研究对象,本文通过室内力学试验、本构模型推导、FLAC3D数值模拟等方法,探究了冻结黏土强度及损伤变形特性的变化规律。首先通过室内力学试验,得到不同温度下冻结黏土的单轴抗压强度及不同温度和加载等级下冻结黏土的蠕变规律。并对应力-应变曲线和应变-时间曲线进一步分析,得到温度与弹性模量、蠕变速率之间的变化关系。在Singh-Mitchell蠕变经验模型的基础上,修正原模型中各参数的物理意义并考虑温度效应对冻结黏土蠕变的影响,推导出描冻结黏土蠕变特性的S-M蠕变显式模型。通过分析S-M蠕变显式模型计算值与试验值的对比曲线得到:在应力水平较高时,冻结黏土应变的试验值与S-M蠕变显式模型计算值的吻合情况不太理想。故在S-M蠕变显式模型中引入损伤变量,得到冻结黏土 S-M蠕变损伤模型。根据冻结黏土单轴蠕变的试验数据,对S-M蠕变损伤模型中的参数进行优化识别,最终得到的S-M蠕变损伤模型能够较好地模拟冻结黏土的蠕变全过程。为减小试验结果的误差,本文采用重塑黏土再次进行单轴抗压强度试验,分析温度、含水率对冻结重塑黏土单轴强度、弹性模量、泊松比等的影响特点。根据有关试验结果并利用FLAC3D软件对冻结重塑黏土的单轴压缩过程进行了数值模拟,发现模拟结果与试验数据基本吻合,此对实际工程中冻土压缩变形预测模型的建立具有重要意义。图[45]表[9]参[87]
吴雨薇[8]（2019）在《南宁地铁东滨区间联络通道冻结法施工温度场演变规律研究》文中进行了进一步梳理人工地层冻结技术不受支护范围和支护深度的限制,施工过程中占地面积较小且不会产生二次污染,在城市挖掘、煤矿、隧道、地铁等地下基础工程领域中有广阔的应用。由于冻土是一种热稳定性极差的材料,其物理性质及水理性质会受到温度的改变而发生巨大的变化,常见的工程事故多由冻结过程中冻结壁的发育不完全造成。因此,研究使用人工地层冻结法加固联络通道时,冻土帷幕的温度场的分布和演化规律对实际工程有重要的指导意义。本文依托南宁地铁3号线东葛路站-滨湖路站区间内联络通道冻结法施工工程展开研究。首先介绍了传热过程中,温度场分布和演化的基本理论及相关参数;其次,通过调研现场资料,开展了有关冻结过程的工艺流程、冻结站的设计及冻结孔布设的研究。基于积极冻结和维护冻结过程中测温孔温度监测数据及南宁地区典型土层热物理参数,使用ADINA有限元软件的温度场模块建立了三维数值模型。将模拟计算得到的温度场模型中各测温点处温度分布变化情况与现场数据进行对比分析,验证了三维数值模型的准确性。最后,在此基础上讨论在导热系数、相变潜热、土体材料、盐水降温计划以及原始地温发生变化的情况下,冻结管周围土体的温度场演化规律以及冻结壁的发育状况。主要得出结论如下:（1）冻结初期,土体降温速度较快,冻结至0℃后,土层降温速度减缓,直至冻结至设计最低冻结温度。数值模型计算结果与现场实测数据总体趋势一致且降温程度基本相同,冻结降温过程可近似用二次曲线描述。（2）冻结至40天时,各特征面上的温度均达到设计要求,施工过程中最薄弱环节为X=-6.7m处的联络通道顶端及X=-9.755m处的联络通道两侧,建议在相应位置多加设冻结管以保证施工质量。冻结40天时-1℃等温线在危险截面处可以完全包络联络通道和集水井,因此在此冻结效果下可以实现安全施工。（3）在环境因素的影响下,土体的冻结效果也会呈现出一定的差异性:导热系数越大,原始地温越低,土层降温速度越快;导热系数分别增大和减小30%,土体降至0℃需要用时最多相差15天。相变潜热对土体降温的影响十分有限。原始地温在土层冻结至0℃前对降温效果的影响较为显着而在0℃以后影响逐渐减小。相应的,盐水降温计划的差异性会较大的影响到土层最终冻结温度,在土层温度降至0℃以前,不同盐水降温计划下土体温度发展规律几乎相同。不同土层进行冻结得到的冻结效果不同,砂土的冻结效果要明显优于黏土;经水泥改良后的土体降温速度更快。所得结果可为在南宁地区使用人工地层冻结技术设计及施工提供相应的理论指导。
季雨坤[9]（2019）在《冰透镜体生长机制及水热力耦合冻胀特性研究》文中研究指明冻土冻胀是冰透镜体生长的宏观表象,人工冻土及天然冻土在冻结后均会引发一定范围内的冻胀变形,过量的冻胀变形将导致矿山井筒工程、隧道工程、民用工程等基础设施的破坏。冻胀过程中冰透镜体生长及其背后潜在物理化学机制所涵盖的界面接触处分子间相互作用是理解成核、结晶、相变和矿物置换等物理过程的基础。掌握冻结土体基本物理特性,揭示冰透镜体生长过程中冻土水热力耦合物理行为,完善冻结土体物理力学理论体系,对资源高效开发及人工地层冻结工程与寒区冻土工程的高效构建具有十分重要的科学意义。本文围绕特定环境影响下的冰透镜体生长机制及冻土水热力耦合行为与机理为关键科学问题,综合采用室内试验、理论分析与建模、数值模拟等技术手段,对冻结过程中冻胀敏感性、水热力耦合作用下的冻胀机理及理论、冻胀稳定控制等科学问题进行研究。主要获得以下创新性成果:（1）采用微观结构扫描与分子结构分析的方法揭示了蒙脱土及高岭土的水物理特性,指出蒙脱土矿物相较高岭土具有更好的亲水能力进而使得冻胀较小。此外,研究了颗粒介质粒径影响下的冰透镜体生长机制,综合考虑自然界不同含量砂-粉-粘颗粒组成土体粒径的差异,对给定土体的冻胀敏感性进行了评价。研究指出介于细粒及粗粒间的中等颗粒土体（如粉土）其冻胀敏感性更强,当粗颗粒土中细粒含量显着增多时也可出现明显冻胀现象。（2）为了研究冻胀敏感性土体的冻胀-冻胀力现象,研制出模拟环境约束状态的冻胀试验系统,开展了温度梯度诱导-力学约束影响下的冻胀试验。研究揭示了冰透镜体生长演化过程中土体的宏细观水热力耦合行为,获取了温度梯度-力学约束-冻胀变形-冻胀力之间的动态耦合关系。此外,研究探讨了冰颗粒对孔隙结构及水分流动特性的影响,分析了力学约束作用下冻胀-冻胀力演化特征,给出了冻胀力随约束增大的机理解释及最大冻胀力的数学描述。（3）以结晶动力学过程及冰-水相界面热力学理论为基础,综合考虑等效水压力对相变过程及冻土体渗透性的影响,以基于水活性的化学势梯度作为水分迁移驱动力建立了描述冰透镜体生长演化的理论模型,并提出了经验参数分凝势的数学描述。研究探讨了冻结缘内水活性对冰-水相变物理过程及水分流动特性的影响,描述与分析了冰透镜体的生长演变规律。（4）通过类比非饱和土体的有效应力原理,明确了冻土体有效应力的物理意义,在水、热、力耦合作用机制下以冰透镜体的分凝及生长为关键建立了离散冰透镜体冻胀模型。在此基础上,考虑冰透镜体生长机制对上覆荷载的强烈依赖性,在水、热及固结耦合作用下将约束冻胀力等效为力学约束、冻胀量、冻结时间等因素的非线性函数,综合考虑原位冻胀、分凝冻胀、骨架变形等要素,建立了约束环境中的冻胀力演化模型。以模型数值结果为基础探讨了冻结缘内冰水相变速率的主要控制因素,分析了水分相变结晶过程对负孔隙水压力的影响,并从冻结缘低温几何结构、冻吸力及渗透性对冰透镜体生长影响入手,揭示了力学约束作用下冻胀呈非线性衰减规律的内在物理机制。（5）对冰-颗粒介质之间的力学平衡状态进行分析,获取了冻结缘几何结构对冰透镜体生长机制的影响,揭示了冻结缘结构退化是直接导致冰透镜体生长速率降低的根源。创新了冻胀控制的试验方法与系统,提出了一种通过自动控制冻结深度以抑制冰透镜体生长的人工地层冻结技术思路。研究发现,减小控制的冻结深度或升高循环冷浴温度均能有效的抑制冻胀。该论文有图99幅,表15个,参考文献198篇。
高宇璠[10]（2018）在《富水卵砾石地层水平冻结法施工方案及模型试验研究》文中提出随着城市地下空间建设的不断推进,工程所需穿越的地层越加特殊,尤其在东部、南部等松软富水地区,水平冻结法因其加固土体速度快、强度提升用时短、加固后土体的整体稳定性高、隔水效果强等优点,逐渐成为被广泛应用的有效施工方法之一。但是由于地层条件的复杂多变,施工深度和受力情况存在很大差异,冻结参数不能完全借鉴以往经验,因此开展水平冻结法在都市地下工程中的设计研究和稳定性分析具有很大的研究意义。本文以南宁地铁1号线民族大学～清川区间地铁联络通道为工程背景,通过室内试验得出联络通道所处地层土体在低温作用下力学参数和热力学参数的变化规律,基于冻结壁与周围卵砾石层的相互作用,建立联络通道砌筑前的力学模型,计算在外部荷载作用下冻结壁内外侧的径向变形以及冻结壁厚度变化规律,数值验证冻结壁稳定性。推导水平冻结法应用于南宁地铁区间联络通道施工的相似准则,建立相似比为1:20的模型试验系统,对冻结温度测量方案、位移测量方案、应力测量方案进行了设计,通过试验得出了冻结温度场的分布规律,冻结、开挖、融化阶段冻结壁和地表的位移场演变规律,以及冻结壁和不同地层的冻结压力演变规律。结合实验的测试数据,分析冻结壁形成过程中的受力及变形,得到冻结壁厚度变化趋势,验证冻结壁在施工过程中的稳定性。通过模型试验成果以及数值计算成果的对比分析,对富水卵砾石地层利用水平冻结法施工的可行性进行了验证,总结出了影响冻结法施工的因素。以期在实际的水平地层冻结法施工中对联络通道的支护开挖设计、施工方案选取能够起到良好的指导作用。
二、人工冻结竖井中冻土壁强度与变形分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、人工冻结竖井中冻土壁强度与变形分析（论文提纲范文）
（1）人工冻土水分迁移规律及下穿冻结对上覆结构作用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和选题意义 |
| 1.2 国内外冻结下穿工程 |
| 1.2.1 国外冻结下穿工程 |
| 1.2.2 国内冻结下穿工程 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 冻结水分迁移机制研究 |
| 1.3.2 冻胀引发地层抬升与结构相互作用研究 |
| 1.3.3 冻胀计算应用Peck公式思路研究 |
| 1.3.4 存在的主要问题 |
| 1.4 主要研究内容和研究方法 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究目标 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 2 人工冻结水分迁移理论及试验研究 |
| 2.1 人工冻土水分迁移模型 |
| 2.1.1 达西定律引申至非饱和土 |
| 2.1.2 非饱和土中的土水势及迁移势 |
| 2.1.3 三维非饱和土的水分迁移方程 |
| 2.2 开放系统人工冻结水分迁移试验方案 |
| 2.2.1 土体补水装置的研制 |
| 2.2.2 土体试样制备 |
| 2.2.3 冻结温度选取 |
| 2.2.4 补水方式 |
| 2.2.5 上覆压力 |
| 2.2.6 传感器及采集仪 |
| 2.2.7 实验过程 |
| 2.2.8 粘土中的冰聚集现象 |
| 2.3 开放系统中影响水分迁移的显着性因素分析 |
| 2.3.1 正交试验分组 |
| 2.3.2 水分迁移影响因素定量分析 |
| 2.3.3 水分迁移试验分组汇总表 |
| 2.3.4 冻胀量与水分迁移的趋势关系 |
| 2.3.5 冻胀量与水分迁移速度的定性关系 |
| 2.4 单因素试验确定影响水分迁移量的显着性因素规律 |
| 2.4.1 上覆荷载对土体水分迁移量的影响 |
| 2.4.2 含水率对土体水分迁移量的影响 |
| 2.4.3 冻结温度变化对土体水分迁移量的影响 |
| 2.5 非饱和未冻土段水分增加量研究 |
| 2.5.1 冻结锋面发展及冻土长度 |
| 2.5.2 未冻土段含水率变化规律 |
| 2.6 水分迁移量与冻土体积增加率关系研究 |
| 2.6.1 水分迁移量Q与上覆荷载P和冻结温度T的定量关系 |
| 2.6.2 水分迁移量Q与上覆荷载P和含水率ω的定量关系 |
| 2.6.3 冻土体积增加量研究 |
| 2.6.4 冻结壁外锋面扩展研究 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 冻胀引发上覆地层抬升规律研究 |
| 3.1 基于随机介质理论的上覆地层抬升规律研究 |
| 3.2 基于文献数据的地表抬升规律研究 |
| 3.2.1 苏州地区冻结抬升数据 |
| 3.2.2 上海地区冻结抬升数据 |
| 3.2.3 常州地区冻结抬升数据 |
| 3.2.4 广州地区冻结抬升数据 |
| 3.2.5 深圳地区冻结抬升数据 |
| 3.2.6 数据汇总分析 |
| 3.3 基于工程实测的上覆地层抬升规律研究 |
| 3.3.1 工程概况 |
| 3.3.2 上覆地表及管线抬升数据 |
| 3.3.3 数据汇总分析 |
| 3.4 基于半封闭系统试验的上覆土层抬升规律研究 |
| 3.4.1 相似准则 |
| 3.4.2 试验概况 |
| 3.4.3 上覆地层抬升数据 |
| 3.4.4 数据汇总分析 |
| 3.4.5 半封闭系统体积增加量实验研究 |
| 3.5 冻胀引发上覆地层抬升变形研究 |
| 3.5.1 冻胀丘宽度随着深度的变化规律研究 |
| 3.5.2 冻胀丘宽度与冻结壁直径和埋深关系研究 |
| 3.5.3 不同深度和直径下的上部地层变形分析 |
| 3.5.4 不同深度地层的冻胀丘宽度计算公式 |
| 3.5.5 冻隆公式(反向Peck公式)推导 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 冻胀引发上覆结构变形研究 |
| 4.1 上覆结构抬升规律研究 |
| 4.1.1 结构在冻胀作用下的变形规律 |
| 4.1.2 矩形薄板在非均布荷载下的挠度 |
| 4.1.3 上覆结构的刚度选取研究 |
| 4.1.4 基于极限拉应变法的不同尺寸上覆结构变形规律研究 |
| 4.2 冻结下穿典型工程I-郑州冻结下穿工程 |
| 4.2.1 工程概况 |
| 4.2.2 捷运通道监测点布置 |
| 4.2.3 捷运通道变形监测数据 |
| 4.2.4 冻结壁外锋面扩展系数A |
| 4.2.5 地层水分迁移速度测定 |
| 4.2.6 上覆土体变形换算结构变形 |
| 4.3 冻结下穿典型工程II-上海国权路冻结下穿工程 |
| 4.3.1 工程概况 |
| 4.3.2 上覆变形对结构抬升计算 |
| 4.3.3 上覆结构抬升曲线预测的刚度修正法反算上覆变形 |
| 4.3.4 存在上覆结构的相似模拟试验研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 上海国权路相似模拟试验 |
| 1.1 试验土箱设计 |
| 1.2 试验压板设计 |
| 1.3 试验土体含水率配置 |
| 1.4 试验各模型位置 |
| 1.5 冻土开挖 |
| 附录2 高斯分布 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（2）富水卵砾石层地铁联络通道冻结壁厚度计算及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水平冻结施工地铁隧道研究 |
| 1.2.2 人工冻结法冻结壁厚度设计研究 |
| 1.2.3 人工冻结数值模拟研究 |
| 1.2.4 人工冻结现场实测及模型试验研究 |
| 1.3 本文研究的主要内容、方法与技术路线 |
| 1.3.1 本文研究的主要内容 |
| 1.3.2 本文研究方法 |
| 1.3.3 本文研究技术路线 |
| 2 富水卵砾石地层冻结壁厚度计算方法 |
| 2.1 富水卵砾石层的冻土力学特性 |
| 2.1.1 常见人工冻土的力学性质测试指标 |
| 2.1.2 富水卵砾石层冻结力学特点 |
| 2.1.3 南宁富水卵砾石层冻结力学特性 |
| 2.2 冻结壁厚度设计原则 |
| 2.3 传统冻结壁厚度计算理论的分析评价 |
| 2.3.1 根据强度和变形条件的冻结壁厚度计算公式 |
| 2.3.2 数理统计经验法的冻结壁厚度计算公式 |
| 2.3.3 根据测温孔得出冻结壁的厚度计算公式 |
| 2.4 根据结构力学法设计冻结壁厚度理论 |
| 2.4.1 强度控制法计算冻结壁厚度 |
| 2.4.2 冻结壁变形验算 |
| 2.4.3 结构力学法在富水卵砾石层中的应用特点 |
| 2.5 南宁地铁联络通道富水卵砾石地层冻结壁厚度计算 |
| 2.5.1 工程概况 |
| 2.5.2 岩土分布情况 |
| 2.5.3 地铁联络通道的冻结壁厚度计算 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 考虑多地层相变的三维冻结温度场数值模拟分析 |
| 3.1 冻土形成过程及温度场分析意义 |
| 3.2 冻结温度场数学模型 |
| 3.3 计算区域与计算参数确定 |
| 3.3.1 模型基本假定 |
| 3.3.2 计算区域确定 |
| 3.3.3 初始及边界条件 |
| 3.3.4 计算参数的确定 |
| 3.3.5 冻结帷幕平均温度值计算方法 |
| 3.4 积极冻结期冻结壁温度场变化规律 |
| 3.4.1 不同冻结时间下冻土纵断面温度分布规律 |
| 3.4.2 不同冻结时间下冻土横断面温度分布规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 富水卵砾石地层地铁联络通道开挖过程数值模拟分析 |
| 4.1 数值模拟参数输入与结果 |
| 4.1.1 联络通道冻结暗挖施工方案 |
| 4.1.2 计算范围的确定 |
| 4.1.3 边界条件和荷载 |
| 4.1.4 材料参数的选取 |
| 4.1.5 有限元模型网格 |
| 4.1.6 应力场与应变场计算结果 |
| 4.2 开挖阶段冻结壁位移场变化规律 |
| 4.3 开挖阶段冻结壁应力场变化规律 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 富水卵砾石地层地铁联络通道现场监测 |
| 5.1 现场施工监测 |
| 5.1.1 工程概况 |
| 5.1.2 现场监测主要内容 |
| 5.1.3 现场监测方案 |
| 5.1.4 现场实测结果及分析 |
| 5.2 数值模拟与现场实测对比 |
| 5.2.1 冻结壁平均温度对比 |
| 5.2.2 地表位移对比 |
| 5.2.3 冻结壁应力对比 |
| 5.3 富水卵砾石地层冻结内在机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（3）郑州地铁3号线联络通道冻结法施工温度控制的理论研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 选题意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 人工冻结法的发展概况 |
| 1.2.2 土体冻胀机理及模型的研究 |
| 1.2.3 地铁冻结法施工数值模拟研究 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 主要研究内容和技术路线 |
| 2 郑州地铁3号线土的物理力学特性实验研究 |
| 2.1 试验土样 |
| 2.1.1 土的颗粒组成分析 |
| 2.1.2 土的击实特性 |
| 2.2 试验设备及方法 |
| 2.2.1 试验设备 |
| 2.2.2 试样制备 |
| 2.2.3 试验方案 |
| 2.3 多因素交互作用的显着性分析原理 |
| 2.3.1 不考虑交互作用的显着性分析 |
| 2.3.2 考虑交互作用的显着性分析 |
| 2.4 试验结果及分析 |
| 2.4.1 剪应力-应变曲线关系 |
| 2.4.2 粉砂土的破坏强度结果分析 |
| 2.4.3 粉砂土的抗剪强度敏感性显着分析 |
| 2.4.4 剪胀性 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 冻土的水热力耦合理论分析 |
| 3.1 温度场分析 |
| 3.1.1 温度场基本方程 |
| 3.1.2 等效容积热容量 |
| 3.1.3 导热系数 |
| 3.2 水分场分析 |
| 3.2.1 水分场基本方程 |
| 3.2.2 水力扩散系数 |
| 3.2.3 渗透系数 |
| 3.2.4 未冻水含量与温度的关系 |
| 3.3 应力场分析 |
| 3.3.1 基本方程 |
| 3.3.2 屈服准则 |
| 3.3.3 流动法则 |
| 3.4 水热力耦合模型的建立 |
| 3.4.1 水热耦合在COMSOL中实现 |
| 3.4.2 热力耦合 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 冷却温度对联络通道开挖的稳定性影响研究 |
| 4.1 工程概况 |
| 4.1.1 水文地质条件 |
| 4.1.2 联络通道冻结施工 |
| 4.2 数值计算 |
| 4.2.1 计算模型 |
| 4.2.2 初始值及边界条件 |
| 4.2.3 计算参数 |
| 4.3 温度场计算结果及分析 |
| 4.3.1 温度场分布 |
| 4.3.2 冻结壁平均温度 |
| 4.3.3 冻结壁厚度随时间的变化 |
| 4.4 变形场计算结果及分析 |
| 4.4.1 冻结期竖向位移 |
| 4.4.2 冻结期水平位移 |
| 4.4.3 开挖期竖向位移 |
| 4.4.4 开挖期水平位移 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 联络通道的埋深对冻结法冷却温度的影响研究 |
| 5.1 模型的建立 |
| 5.1.1 初始地应力计算 |
| 5.2 联络通道未冻结开挖 |
| 5.2.1 剪应力分析 |
| 5.2.2 塑性变形分析 |
| 5.2.3 地表沉降 |
| 5.3 联络通道冻结后开挖 |
| 5.3.1 剪应力分析 |
| 5.3.2 塑性变形分析 |
| 5.3.3 地层竖向沉降 |
| 5.4 冻结期地层冻胀分析 |
| 5.4.1 地表竖向冻胀位移 |
| 5.4.2 地层内竖向冻胀位移 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 需要进一步研究和改进的地方 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）冻土热参数非线性变化和水分迁移对温度场的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 冻土热参数研究现状 |
| 1.2.1 冻土导热系数的测试方法 |
| 1.2.2 冻土比热容和相变热的测试方法 |
| 1.2.3 热参数测试中的适用性问题 |
| 1.3 冻融土热参数理论计算的研究现状 |
| 1.3.1 冻融土比热容和相变热理论计算的研究现状 |
| 1.3.2 冻融土导热系数理论计算的研究现状 |
| 1.4 冻土冻结温度场研究现状 |
| 1.4.1 国外关于冻结温度场的研究现状 |
| 1.4.2 国内关于冻结温度场的研究现状 |
| 1.5 本文的研究内容及技术路线 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 第2章 冻土导热系数的复合计算模型 |
| 2.1 冻土的骨架模型 |
| 2.1.1 土颗粒球缺接触 |
| 2.1.2 土骨架和冰骨架 |
| 2.2 复合传热物理模型 |
| 2.3 导热系数模型 |
| 2.3.1 土骨架导热系数 |
| 2.3.2 饱和冻土导热系数模型 |
| 2.3.3 对比验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 冻土热参数的非线性变化及函数表达 |
| 3.1 冻土热参数测试 |
| 3.1.1 冻土导热系数 |
| 3.1.2 冻土比热容 |
| 3.1.3 冻土相变潜热 |
| 3.2 冻土热参数非线性变化 |
| 3.2.1 热参数的变化率 |
| 3.2.2 热参数非线性变化的函数表达 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 冻土水分迁移及其对热参数的影响研究 |
| 4.1 水分迁移现象及驱动力 |
| 4.1.1 水分迁移现象 |
| 4.1.2 水分迁移驱动力 |
| 4.2 水分迁移试验 |
| 4.2.1 土体土水特征试验 |
| 4.2.2 水分迁移试验 |
| 4.3 水分迁移量计算 |
| 4.3.1 水分迁移的边界条件 |
| 4.3.2 水分迁移的平衡条件 |
| 4.3.3 水分迁移量计算 |
| 4.4 水分迁移对热参数的影响 |
| 4.4.1 水分迁移对导热系数的影响 |
| 4.4.2 水分迁移对比热容的影响 |
| 4.4.3 水分迁移对相变热的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 冻土冻结温度场的研究 |
| 5.1 温度场的模拟计算简介 |
| 5.1.1 模拟计算方法 |
| 5.1.2 温度场的计算原理及边值问题 |
| 5.2 模拟热参数非线性变化对温度场的影响 |
| 5.2.1 模拟试验的布置与参数设置 |
| 5.2.2 温度场的计算结果与分析 |
| 5.3 模拟水分迁移对温度场的影响 |
| 5.3.1 模拟试验的布置与参数设置 |
| 5.3.2 温度场的计算结果与分析 |
| 5.4 温度场计算式的修正 |
| 5.4.1 基于水分迁移现象对温度场计算式的修正 |
| 5.4.2 试验对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 研究生期间科研成果 |
| 致谢 |
（5）滨海地层地铁超长联络通道冻结温度场发展规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 人工冻结法在地下空间中的应用现状 |
| 1.2.2 人工冻结法在地铁长联络通道中的研究现状 |
| 1.2.3 冻结温度场硏究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 第二章 人工冻结温度场基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 人工冻结温度场数学模型 |
| 2.2.1 冻结温度场 |
| 2.2.2 导热方程 |
| 2.3 联络通道冻结壁温度场 |
| 2.4 冻结壁平均温度计算公式 |
| 2.4.1 巴霍尔金公式 |
| 2.4.2 等效模型法 |
| 2.4.3 “成冰”公式 |
| 2.4.4 特鲁巴克公式 |
| 2.4.5 通用经验公式 |
| 2.5 冻结壁平均温度公式适用性分析 |
| 2.5.1 单排孔冻结壁平均温度计算 |
| 2.5.2 双排孔冻结壁平均温度计算 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 地铁超长联络通道冻结温度场有限元计算 |
| 3.1 工程概况 |
| 3.1.1 工程地质 |
| 3.1.2 水文地质 |
| 3.2 有限元法 |
| 3.2.1 基本原理 |
| 3.2.2 ANSYS热分析 |
| 3.2.3 求解过程 |
| 3.3 超长联络通道模型建立和求解 |
| 3.3.1 超长联络通道模型选择 |
| 3.3.2 模型建立 |
| 3.3.3 求解计算 |
| 3.4 纵断面温度场发展规律研究 |
| 3.4.1 超长联络通道冻结温度场分布规律 |
| 3.4.2 超长联络通道冻结壁发展规律 |
| 3.5 横断面温度场发展分布规律 |
| 3.5.1 喇叭口及泵房区域 |
| 3.5.2 冻结加强区域 |
| 3.5.3 预计薄弱区域 |
| 3.5.4 冻结孔交叉区域 |
| 3.6 超长联络通道冻结温度场特征分析 |
| 3.6.1 超长联络通道冻结交圈时间 |
| 3.6.2 超长联络通道冻结壁厚度 |
| 3.6.3 超长联络通道冻结壁平均温度 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 地铁超长联络通道冻结施工实测分析 |
| 4.1 冻结方案 |
| 4.1.1 超长联络通道冻结工程特点 |
| 4.1.2 冻结方案设计 |
| 4.2 监测方案设计 |
| 4.2.1 监测目的及内容 |
| 4.2.2 测温孔布置 |
| 4.3 实测数据分析 |
| 4.3.1 土体冻结温度下降规律 |
| 4.3.2 管片散热对土体冻结温度的影响 |
| 4.3.3 冻结孔交叉对土体冻结温度的影响 |
| 4.3.4 深度对土体冻结温度的影响 |
| 4.4 实测结果验算 |
| 4.4.1 冻结壁厚度计算 |
| 4.4.2 冻结壁有效厚度计算 |
| 4.4.3 冻结壁平均温度计算 |
| 4.4.4 实测数据与数值模拟结果对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 超长联络通道冻结孔随机偏斜影响研究 |
| 5.1 建立随机偏斜数值模型 |
| 5.2 随机偏斜对冻结温度场的影响 |
| 5.3 随机偏斜对关键冻结技术指标影响 |
| 5.3.1 随机偏斜对冻结壁交圈时间影响 |
| 5.3.2 随机偏斜对冻结壁厚度的影响 |
| 5.4 随机偏斜影响与冻结深度的关系研究 |
| 5.4.1 对冻结壁交圈时间影响 |
| 5.4.2 对冻结速度的影响 |
| 5.4.3 对冻结壁厚度的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
（6）人工冻结法施工地铁联络通道冻结设计及实测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 人工冻结法的研究现状 |
| 1.2.2 人工冻结帷幕厚度设计的研究现状 |
| 1.2.3 冻结法实测研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 人工冻土试验 |
| 2.1 工程地质概况 |
| 2.2 人工冻土强度试验 |
| 2.2.1 试验目的及其内容 |
| 2.2.2 单轴抗压强度试验 |
| 2.3 三轴剪切试验 |
| 2.3.1 试验设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 地铁联络通道冻结壁设计计算理论 |
| 3.1 人工冻结法原理 |
| 3.2 人工冻结法的优缺点 |
| 3.3 冻结壁参数设计计算 |
| 3.3.1 冻结壁的形成与解冻 |
| 3.3.2 冻结壁厚度与平均温度设计 |
| 3.3.3 冻结壁形成有效厚度计算 |
| 3.3.4 冻结壁形成平均温度计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 地铁联络通道冻结设计及地表变形分析 |
| 4.1 冻结法施工对地层性质的影响 |
| 4.1.1 冻胀基本理论 |
| 4.1.2 冻胀率的计算 |
| 4.1.3 不同因素对岩土体冻胀特性的影响 |
| 4.1.4 土体融沉的基本规律 |
| 4.1.5 不同因素对岩土体融沉特性的影响 |
| 4.2 土体冻结导致地表变形分析 |
| 4.2.1 工程概况 |
| 4.2.2 随机介质理论在地表变形计算中的应用 |
| 4.3 冻结方案设计 |
| 4.3.1 人工地层土压力计算 |
| 4.3.2 冻结壁厚度设计 |
| 4.3.3 冻结管设计 |
| 4.3.4 冻结壁变形验算 |
| 4.4 西安地铁联络通道人工冻结地层冻结壁厚度计算 |
| 4.4.1 地铁联络通道冻结壁厚度计算 |
| 4.4.2 背景工程联络通道冻结壁厚度计算 |
| 4.4.3 冻结法施工的地表变形计算 |
| 4.4.4 理论计算结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 冻结壁温度场及开挖变形实测研究 |
| 5.1 冻结帷幕监测 |
| 5.1.1 盐水温度 |
| 5.1.2 卸压孔压力 |
| 5.1.3 测温孔温度 |
| 5.2 地表沉降监测 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（7）温度效应下深部黏土强度特性及显式蠕变本构模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外的研究现状 |
| 1.2.1 冻土力学强度特性的研究 |
| 1.2.2 冻土蠕变特性及本构模型的研究现状 |
| 1.2.3 损伤在人工冻土中的应用概述 |
| 1.2.4 常用优化算法概述 |
| 1.3 本文主要研究内容及创新点 |
| 1.3.1 本文主要研究内容 |
| 1.3.2 主要创新点 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 人工冻土室内力学试验 |
| 2.1 试验仪器简介 |
| 2.2 土样的制备与养护 |
| 2.3 原状土单轴挤压强度试验 |
| 2.3.1 试验方法及过程 |
| 2.3.2 试验结果 |
| 2.3.3 温度对冻结黏土单轴抗压强度的影响分析 |
| 2.3.4 冻结黏土应力-应变曲线分析 |
| 2.3.5 冻结黏土弹性模量 |
| 2.4 原状土单轴压缩蠕变试验 |
| 2.4.1 试验方法及过程 |
| 2.4.2 试验结果 |
| 2.4.3 应变-时间曲线分析 |
| 2.4.4 温度对蠕变速率的影响分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 考虑温度效应的人工冻土S-M蠕变显式模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Singh-Mitchell模型介绍 |
| 3.3 考虑温度效应改进S-M蠕变显式模型 |
| 3.3.1 改进S-M蠕变显式模型的建立 |
| 3.3.2 粒子群算法介绍 |
| 3.3.3 拟合结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于Weibull分布的冻结黏土S-M蠕变损伤模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于Weibull分布的冻结黏土S-M蠕变损伤模型 |
| 4.2.1 Weibull分布 |
| 4.2.2 冻结黏土S-M蠕变损伤模型演化方程的建立 |
| 4.3 基于遗传算法和S-M蠕变损伤模型的冻结黏土蠕变模拟分析 |
| 4.3.1 遗传算法的基本思想 |
| 4.3.2 模型应用及结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 人工冻土单轴压缩试验的FLAC模拟 |
| 5.1 重塑黏土单轴抗压强度试验 |
| 5.1.1 试样的制备与养护 |
| 5.1.2 试验方案 |
| 5.1.3 试验结果及分析 |
| 5.1.4 单轴抗压强度与含水率之间的关系 |
| 5.1.5 单轴抗压强度与冻结温度之间的关系 |
| 5.1.6 冻结重塑黏土弹性模量与温度及含水率间的关系 |
| 5.1.7 冻结重塑黏土泊松比 |
| 5.2 冻结黏土单轴压缩的FLAC模拟 |
| 5.2.1 FLAC~(3D)程序简介 |
| 5.2.2 FLAC~(3D)的有限差分求解方法 |
| 5.2.3 模型及参数的选择 |
| 5.2.4 FLAC~(3D)模拟过程及分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与不足 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 不足之处 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（8）南宁地铁东滨区间联络通道冻结法施工温度场演变规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 冻结法概况 |
| 1.3 冻结法温度场国内外研究概况 |
| 1.3.1 冻结法温度场理论研究 |
| 1.3.2 冻结法温度场物理试验研究 |
| 1.3.3 冻结法温度场应用研究 |
| 1.4 ADINA软件介绍及其在温度场模拟方面应用研究 |
| 1.5 论文主要研究内容及研究思路 |
| 1.5.1 主要研究内容 |
| 1.5.2 研究方法 |
| 1.5.3 技术路线 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 冻结温度场分析相关理论 |
| 2.1 与温度场相关的重要参量 |
| 2.1.1 重要热物理参数 |
| 2.1.2 温度场解析理论及相关参量 |
| 2.2 传热原理分析 |
| 2.3 边界条件选取 |
| 2.4 工程中常用的数学模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 东滨区间联络通道冻结工程温度场实测分析 |
| 3.1 工程背景 |
| 3.1.1 工程背景概况 |
| 3.1.2 工程地质条件 |
| 3.1.3 水文地质条件 |
| 3.1.4 地面环境条件 |
| 3.2 冻结孔、测温孔的布设 |
| 3.2.1 冻结孔布设 |
| 3.2.2 测温管布设 |
| 3.3 冻结设备设计 |
| 3.3.1 冷冻机的选择 |
| 3.3.2 冻结系统辅助设备 |
| 3.4 冻结施工设计 |
| 3.4.1 施工工序 |
| 3.4.2 钻孔偏斜 |
| 3.4.3 冻结孔钻进与冻结管设置 |
| 3.5 冻胀、融沉控制措施 |
| 3.5.1 冻胀和融沉控制的基本措施 |
| 3.5.2 控制地层融沉的注浆措施 |
| 3.6 联络通道冻结加固温度场实测分析 |
| 3.6.1 盐水去回路温度 |
| 3.6.2 测温孔温度 |
| 3.6.3 成冰公式计算结果 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 东滨区间联络通道冻结工程温度场数值分析 |
| 4.1 数值模拟基本假设 |
| 4.2 几何模型建立及网格划分 |
| 4.3 相关参数选择 |
| 4.3.1 边界条件与初值问题 |
| 4.3.2 土体热物理参数选取 |
| 4.3.3 观察路径的选取 |
| 4.4 数值模拟计算结果 |
| 4.4.1 测温点处温度发展变化规律研究 |
| 4.4.2 冻土帷幕发展变化云图 |
| 4.4.3 冻土帷幕发展变化等值线图 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 东滨区间联络通道冻结工程温度场敏感性分析 |
| 5.1 土体热物理参数改变对温度场发展的影响 |
| 5.1.1 导热系数 |
| 5.1.2 潜热 |
| 5.2 环境改变量对温度场发展的影响 |
| 5.2.1 原始地温 |
| 5.2.2 盐水降温计划 |
| 5.2.3 土体材料 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读硕士期间主要科研成果 |
| 致谢 |
（9）冰透镜体生长机制及水热力耦合冻胀特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 拟解决科学问题 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 2 不同粒径土体冻胀敏感性 |
| 2.1 粘土矿物电镜扫描及微观结构分析 |
| 2.2 粘土矿物分子结构分析 |
| 2.3 土体冻结特性与颗粒几何特性关系 |
| 2.4 冰透镜体生长机制与粒径的关系 |
| 2.5 土体冻胀敏感性的数值分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 力学约束影响下土体水热力耦合行为研究 |
| 3.1 冻土冻胀试验系统的构成及功能 |
| 3.2 冻结土体水热力耦合行为的分析 |
| 3.3 冻胀力差异机理分析 |
| 3.4 冻胀力的跌落行为分析 |
| 3.5 本章总结 |
| 4 基于水活性的冰透镜体生长演化模型 |
| 4.1 单透镜体生长的分凝势模型 |
| 4.2 晶体相变及相界面水膜热力学理论 |
| 4.3 土体冻结特性曲线的确定 |
| 4.4 水活性诱导冰透镜体生长演化过程 |
| 4.5 冰透镜体生长的数值模拟结果与讨论 |
| 4.6 本章总结 |
| 5 基于分离冰理论的水热力耦合冻胀模型 |
| 5.1 冻土体的有效应力 |
| 5.2 水热力三场耦合的分离冰冻胀模型 |
| 5.3 冻胀及冰透镜体形态的数值模拟 |
| 5.4 基于分离冰冻胀理论的冻胀力模拟 |
| 5.5 力学约束结构对冻胀影响分析 |
| 5.6 本章总结 |
| 6 自动控制冻深的冰透镜体生长抑制方法 |
| 6.1 透镜体生长的决定因素及特征 |
| 6.2 冻结缘依赖的冰透镜体生长机制 |
| 6.3 自动控制冻深的冻胀试验( |
| 6.4 透镜体生长及冻胀抑制效果的试验分析 |
| 6.5 本章总结 |
| 7 主要结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）富水卵砾石地层水平冻结法施工方案及模型试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究的意义 |
| 1.2 冻结法的国内外研究现状 |
| 1.2.1 冻结法应用于富水地区的研究现状 |
| 1.2.2 冻结法应用于软土地区的研究现状 |
| 1.2.3 冻结法的国外研究进展 |
| 1.3 本论文拟采用的研究方案、技术路线 |
| 1.3.1 本论文研究的主要内容 |
| 1.3.2 本论文研究的研究方案、技术路线 |
| 2 人工冻结法基础理论 |
| 2.1 人工冻结法概述 |
| 2.2 冻土的组成及热物理性质 |
| 2.2.1 冻土组成 |
| 2.2.2 冻土热物理性质 |
| 2.3 冻结温度场理论 |
| 2.3.1 冻结温度场的研究目的及主要影响因素 |
| 2.3.2 冻结温度场数学模型 |
| 2.3.3 冻结温度场研究方法 |
| 3 联络通道冻结方案及冻结壁稳定性分析 |
| 3.1 南宁地区土层特性 |
| 3.1.1 工程概况 |
| 3.1.2 岩土分层及其特征 |
| 3.1.3 水文地质条件 |
| 3.2 冻结卵砾石热物理试验 |
| 3.3 联络通道冻结壁厚度设计 |
| 3.4 联络通道冻结壁平均温度设计 |
| 3.5 联络通道冻结时间设计 |
| 3.5.1 冻结壁交圈前的时间 |
| 3.5.2 交圈后达到设计厚度的时间 |
| 3.5.3 积极冻结时间 |
| 3.6 冻结壁稳定性分析 |
| 3.7 南宁地铁冻结施工方案 |
| 3.7.1 冻结设计基本参数的选取 |
| 3.7.2 冻结壁厚度计算 |
| 3.7.3 联络通道冻结时间计算 |
| 3.7.4 联络通道冻结设计参数确定 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 水平冻结法模型试验研究 |
| 4.1 相似理论原理 |
| 4.2 模型试验原理 |
| 4.3 相似准则推导 |
| 4.4 相似材料试验 |
| 4.4.1 相似材料的确定 |
| 4.4.2 相似材料配比正交试验 |
| 4.5 模型试验方案设计 |
| 4.6 试验测试内容及数据采集 |
| 4.6.1 冻结温度场的量测 |
| 4.6.2 冻结应力的量测 |
| 4.6.3 模型隧道及地层位移的量测 |
| 4.7 试验模型施工 |
| 4.7.1 模拟地层施工 |
| 4.7.2 压力盒布置 |
| 4.7.3 位移计布置 |
| 4.7.4 热电偶布置 |
| 4.8 试验结果与分析 |
| 4.8.1 联络通道温度场变化规律 |
| 4.8.2 联络通道冻结压力变化规律 |
| 4.8.3 联络通道位移场变化规律 |
| 4.9 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
四、人工冻结竖井中冻土壁强度与变形分析（论文参考文献）
- [1]人工冻土水分迁移规律及下穿冻结对上覆结构作用研究[D]. 王磊. 煤炭科学研究总院, 2021
- [2]富水卵砾石层地铁联络通道冻结壁厚度计算及应用研究[D]. 郑超. 西安科技大学, 2020(01)
- [3]郑州地铁3号线联络通道冻结法施工温度控制的理论研究[D]. 李亚利. 北京交通大学, 2020(03)
- [4]冻土热参数非线性变化和水分迁移对温度场的影响研究[D]. 张翻. 天津城建大学, 2020(01)
- [5]滨海地层地铁超长联络通道冻结温度场发展规律研究[D]. 刘桐宇. 福建工程学院, 2020(02)
- [6]人工冻结法施工地铁联络通道冻结设计及实测研究[D]. 尚骁林. 西安科技大学, 2019(01)
- [7]温度效应下深部黏土强度特性及显式蠕变本构模型研究[D]. 郭梦圆. 安徽理工大学, 2019(01)
- [8]南宁地铁东滨区间联络通道冻结法施工温度场演变规律研究[D]. 吴雨薇. 海南大学, 2019(03)
- [9]冰透镜体生长机制及水热力耦合冻胀特性研究[D]. 季雨坤. 中国矿业大学, 2019
- [10]富水卵砾石地层水平冻结法施工方案及模型试验研究[D]. 高宇璠. 西安科技大学, 2018(01)
标签：力学论文;