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单排管冻结温度场ТРУПАК和БАХОЛДИН公式的适用性 被引量：32
1
作者 胡向东 白楠 余锋 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期906-910,共5页
采用Ansys有限元分析软件模拟单排管冻结壁温度场的分布情况,将得到的数据与Трупак单排管公式和Бахолдин单排管冻结温度场公式作比较,分析Трупак公式与Бахолдин公式,找出公式的不足,同时验证工程中还在应... 采用Ansys有限元分析软件模拟单排管冻结壁温度场的分布情况,将得到的数据与Трупак单排管公式和Бахолдин单排管冻结温度场公式作比较,分析Трупак公式与Бахолдин公式,找出公式的不足,同时验证工程中还在应用的Трупак公式与Бахолдин公式根据测温值反算冻土壁厚度公式的适用性.结果表明,冻土柱交圈前,Трупак单管公式能比较真实地反映单根管情况下冻土温度场的情况;交圈后Трупак公式的应用是极不合适的,而Бахолдин公式得到了满意的结果. 展开更多
关键词 人工地层冻结法 温度场 冻土帷幕 特鲁巴克公式 巴霍尔金公式
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卸载状态下与周围土体共同作用的冻结壁力学模型 被引量：29
2
作者 胡向东 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期507-511,共5页
基于冻结壁处于卸载状态这一客观事实 ,提出“卸载状态下冻结壁 -周围土体共同作用”的冻结壁力学模型 .卸载状态用解除应力的等效应力替代岩土原始应力来表达 .在此基础上 ,导出了周围土体和冻结壁弹塑性区应力、应变状态的解析表达式 ... 基于冻结壁处于卸载状态这一客观事实 ,提出“卸载状态下冻结壁 -周围土体共同作用”的冻结壁力学模型 .卸载状态用解除应力的等效应力替代岩土原始应力来表达 .在此基础上 ,导出了周围土体和冻结壁弹塑性区应力、应变状态的解析表达式 ,并得到冻结壁外载的计算公式和确定塑性区大小的方程 .该模型从本质上反映了冻结壁的卸载状态及其与周围土体的共同作用 . 展开更多
关键词 人工地层冻结 冻结壁 卸载状态 力学模型 等效应力
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直线双排管冻结壁平均温度的等效抛物弓形模型 被引量：31
3
作者 胡向东 赵飞 +1 位作者 佘思源 舒畅 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期28-32,共5页
在双排管冻结壁温度场的巴霍尔金(Бахолдин)解析解和考虑地层实际冻结温度时该解的修正解的基础上,建立了一种双排管冻结壁的平均温度解析计算模型——等效抛物弓形模型。该模型以冻结壁某一横截面厚度上的等效抛物弓形法计算... 在双排管冻结壁温度场的巴霍尔金(Бахолдин)解析解和考虑地层实际冻结温度时该解的修正解的基础上,建立了一种双排管冻结壁的平均温度解析计算模型——等效抛物弓形模型。该模型以冻结壁某一横截面厚度上的等效抛物弓形法计算的平均温度来等效整体冻结壁的平均温度。在实际工程中可能出现的冻结管平面布置参数变化范围内全面考察了冻结壁平均温度等效抛物弓形计算结果与依据巴霍尔金解析解数值积分计算结果的误差以及误差规律。结果表明,等效抛物弓形计算的冻结壁平均温度误差较小,具有足够的工程精度。 展开更多
关键词 双排管冻结 冻结壁 平均温度 等效抛物弓形法 巴霍尔金解 冻结法
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基于与围岩相互作用的冻结壁弹塑性设计理论 被引量：30
4
作者 杨维好 杨志江 柏东良 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期175-180,共6页
冻结壁设计理论是冻结法凿井技术的核心之一。传统的冻结壁厚度弹塑性设计公式在冻结壁与围岩的弹性模量之比小于10时有较大的误差。为了更合理地设计冻结壁,建立了考虑开挖卸载作用的冻结壁与围岩相互作用弹塑性力学模型,推导了应力与... 冻结壁设计理论是冻结法凿井技术的核心之一。传统的冻结壁厚度弹塑性设计公式在冻结壁与围岩的弹性模量之比小于10时有较大的误差。为了更合理地设计冻结壁,建立了考虑开挖卸载作用的冻结壁与围岩相互作用弹塑性力学模型,推导了应力与位移解析解,建立了新的弹塑性冻结壁厚度计算公式,分析了各因素对冻结壁厚度的影响规律。分析表明,新公式较传统的多姆克公式更合理,并建议选用Coulomb-Mohr屈服准则进行冻结壁厚度计算。 展开更多
关键词 冻结壁 围岩 相互作用 弹塑性分析 设计理论
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人工冻结温度场巴霍尔金模型准确性研究 被引量：29
5
作者 胡向东 赵俊杰 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2010年第1期96-101,共6页
人工冻结温度场巴霍尔金模型已被较为广泛地应用于人工地层冻结法的监测数据分析和冻土帷幕性状的评估中。为了全面评判巴霍尔金模型描述实际温度场的准确性,以温度场数值模拟结果为基础,对单排管和双排管冻结条件下的温度场进行全面的... 人工冻结温度场巴霍尔金模型已被较为广泛地应用于人工地层冻结法的监测数据分析和冻土帷幕性状的评估中。为了全面评判巴霍尔金模型描述实际温度场的准确性,以温度场数值模拟结果为基础,对单排管和双排管冻结条件下的温度场进行全面的数值分析与巴霍尔金理论的对比性研究。结果表明,对于工程实际应用来说,巴氏模型足够精确,能够较为全面真实地反映人工冻结温度场情况。 展开更多
关键词 人工地层冻结法 温度场 冻土帷幕 巴霍尔金模型 数值计算
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卸载状态下冻结壁外载的确定 被引量：27
6
作者 胡向东 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期6-10,共5页
基于冻结壁处于卸载状态的事实 ,在卸载状态下冻结壁 -周围土体共同作用的冻结壁力学模型下论证了冻结壁外载不是固定不变的原始水平地压 ,而是由冻结壁与周围土体共同作用的结果决定、与冻结壁弹塑性状态密切相关的变量 .计算结果表明 ... 基于冻结壁处于卸载状态的事实 ,在卸载状态下冻结壁 -周围土体共同作用的冻结壁力学模型下论证了冻结壁外载不是固定不变的原始水平地压 ,而是由冻结壁与周围土体共同作用的结果决定、与冻结壁弹塑性状态密切相关的变量 .计算结果表明 ,冻结壁外载比原始水平应力要低得多 。 展开更多
关键词 人工地层冻结法 冻结壁 外载 卸载状态 共同作用 煤矿 立井凿井 地下工程
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直线形单排管冻土帷幕平均温度计算方法 被引量：30
7
作者 胡向东 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2010年第4期778-785,共8页
冻土帷幕平均温度是人工地层冻结工程设计、施工和安全管理的重要参数.为了确定单排管冻土帷幕的平均温度,进而确定冻土的力学参数和冻土帷幕的承载能力,为冻土帷幕的安全状态作出评价.以单排管冻土帷幕温度场的巴霍尔金解析解为基础,... 冻土帷幕平均温度是人工地层冻结工程设计、施工和安全管理的重要参数.为了确定单排管冻土帷幕的平均温度,进而确定冻土的力学参数和冻土帷幕的承载能力,为冻土帷幕的安全状态作出评价.以单排管冻土帷幕温度场的巴霍尔金解析解为基础,建立了直线形单排管冻土帷幕的平均温度的两种计算模型——等效梯形法和等效三角形法模型,该模型以冻土帷幕某一横截面厚度上的等效梯形法或等效三角形法计算的平均温度来等效整体冻土帷幕的平均温度.在实际工程中可能出现的冻结管平面布置参数变化范围中,全面考察了冻土帷幕平均温度等效梯形法和等效三角形法计算结果与依据巴霍尔金解析解数值积分计算结果的误差.结果表明,等效梯形法和等效三角形法计算的冻土帷幕平均温度误差很小,优于流行的计算方法. 展开更多
关键词 冻结法 单排管冻结 冻土帷幕 平均温度 等效梯形法 等效三角形法 巴霍尔金解
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地铁修复工程中冻结法设计 被引量：20
8
作者 肖朝昀 胡向东 张庆贺 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第B11期1716-1719,共4页
上海地铁某修复工程,在完好隧道与破坏隧道连接段采用冻结法施工垂直封水挡土止水墙,施工取得圆满成功。本文介绍了设计施工方案,并对现场监测数据进行分析。
关键词 冻结法 冻土墙 隧道 地铁
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冻结管受力分析与试验研究 被引量：22
9
作者 杨维好 黄家会 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 1999年第1期33-38,共6页
对冻结管受力的理论分析和模拟试验研究表明，在安装阶段，冻结管的应力很小，可略去不计；在积极冻结阶段，受管材冷缩、冻土冷缩和冻土冻胀的作用，冻结管轴向受拉（压）并向井外弯曲在该阶段后期，纯拉（压）应力σ１由正最大值向负... 对冻结管受力的理论分析和模拟试验研究表明，在安装阶段，冻结管的应力很小，可略去不计；在积极冻结阶段，受管材冷缩、冻土冷缩和冻土冻胀的作用，冻结管轴向受拉（压）并向井外弯曲在该阶段后期，纯拉（压）应力σ１由正最大值向负值转变，且数值变小；而纯弯曲应力σｗ则趋于稳定，其值虽较大但对后期冻结管的安全无害．在掘砌施工阶段，冻管的受力大小决定于冻结壁的变形，σ１和σｗ随时间的变化规律与冻结壁的蠕变规律相似，σｗ与冻结壁的位移成正比．因此，减小冻结壁变形是防止冻结管断裂的最主要措施． 展开更多
关键词 冻结管 冻结壁 模拟试验 受力分析 矿井
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冻土帷幕平均温度“成冰”公式的适应性研究 被引量：22
10
作者 何挺秀 胡向东 《低温建筑技术》 2009年第5期77-81,共5页
"成冰"公式广泛应用于人工地层冻结法的冻土帷幕平均温度的计算,为了确定"成冰"公式的适应性,本文以基于巴霍尔金温度场理论的冻土帷幕平均温度计算方法为基础,考虑了影响人工冻土冻结温度的定量、定性因素,运用数... "成冰"公式广泛应用于人工地层冻结法的冻土帷幕平均温度的计算,为了确定"成冰"公式的适应性,本文以基于巴霍尔金温度场理论的冻土帷幕平均温度计算方法为基础,考虑了影响人工冻土冻结温度的定量、定性因素,运用数学理论,分析了"成冰"公式在人工地层冻结中计算平均温度的适应性。结果表明,"成冰"公式不适合用于冻土帷幕平均温度的计算。 展开更多
关键词 人工地层冻结法 冻土帷幕 平均温度 “成冰”公式
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特深基坑排桩冻土墙围护结构的冻胀力模型试验研究 被引量：20
11
作者 姚直书 程桦 夏红兵 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期415-420,共6页
润扬长江公路大桥南汊悬索桥南锚碇基坑深29 m,平面尺寸为69 m×51 m,采用排桩冻土墙围护结构,为解决该结构设计中冻胀力取值难题,进行深基坑排桩冻土墙围护结构冻胀力物模试验研究。首先根据相似理论,推导模拟试验的相似准则;然后... 润扬长江公路大桥南汊悬索桥南锚碇基坑深29 m,平面尺寸为69 m×51 m,采用排桩冻土墙围护结构,为解决该结构设计中冻胀力取值难题,进行深基坑排桩冻土墙围护结构冻胀力物模试验研究。首先根据相似理论,推导模拟试验的相似准则;然后,进行模型设计和制作;最后,通过模拟试验,首次得到没有卸压孔时,排桩所受水平冻胀力为0.238 MPa,当在冻土墙外侧施工卸压孔时,排桩所受的水平冻胀力平均值为0.133 MPa。并给出了随着基坑开挖的卸压作用,桩上受到的水平冻胀力呈现减小趋势,最大衰减率达40%。从而为这种新型围护结构的工程应用提供设计依据。 展开更多
关键词 土力学 特深基坑 排桩 冻土墙 水平冻胀力 模型试验
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基于与围岩相互作用的冻结壁塑性设计理论 被引量：22
12
作者 杨维好 杜子博 +1 位作者 杨志江 柏东良 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1857-1862,共6页
冻结壁设计理论是冻结法凿井技术的核心之一。传统的冻结壁厚度塑性设计公式是在加载条件下导出的,未考虑冻结壁与围岩的相互作用和内摩擦角的影响,与实际相差较大。为了更合理地设计冻结壁,建立了考虑开挖卸载作用的冻结壁与井壁相互... 冻结壁设计理论是冻结法凿井技术的核心之一。传统的冻结壁厚度塑性设计公式是在加载条件下导出的,未考虑冻结壁与围岩的相互作用和内摩擦角的影响,与实际相差较大。为了更合理地设计冻结壁,建立了考虑开挖卸载作用的冻结壁与井壁相互作用塑性力学模型,推导了应力与位移解析解,分析了各因素对冻结壁厚度的影响规律,建立了新的塑性冻结壁厚度计算公式。分析表明,新公式较传统的公式更合理,并建议选用Coulomb-Mohr屈服准则进行冻结壁厚度计算。 展开更多
关键词 冻结壁 围岩 相互作用 弹塑性分析 设计理论
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深厚冲积层冻结壁和井壁共同作用机理研究 被引量：21
13
作者 荣传新 王秀喜 程桦 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期235-239,共5页
该文基于粘弹性理论,建立了一个适用于深厚冲积层的考虑冻结壁与外层井壁以及周围土体共同作用的粘弹性计算模型,模型中同时考虑了冻结壁的蠕变变形。导出了作用于冻结壁上的外荷载表达式和冻结壁的应力分布规律以及作用于外层井壁上的... 该文基于粘弹性理论,建立了一个适用于深厚冲积层的考虑冻结壁与外层井壁以及周围土体共同作用的粘弹性计算模型,模型中同时考虑了冻结壁的蠕变变形。导出了作用于冻结壁上的外荷载表达式和冻结壁的应力分布规律以及作用于外层井壁上的冻结压力解析式和井壁的应力分布规律。用该文提出的理论计算公式得到的外层井壁上的冻结压力随时间的变化与现场实测数据吻合良好,验证了该方法的合理性,可为冻结法凿井的外层井壁结构设计提供依据。 展开更多
关键词 岩土力学 深厚冲积层 冻结壁 井壁 共同作用 冻结压力
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非均匀温度分布冻土墙围护深基坑开挖的有限元数值模拟 被引量：17
14
作者 杨更社 张晶 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期316-320,共5页
通过对冻土墙的温度场分析,考虑冻土墙温度分布的不均匀性,采用分段近似的方法对冻土墙围护深基坑开挖进行了有限元数值模拟,计算基坑变形,并与平均温度条件下冻土墙围护深基坑开挖的计算结果进行对比分析,得出一些有意义的结论,为冻土... 通过对冻土墙的温度场分析,考虑冻土墙温度分布的不均匀性,采用分段近似的方法对冻土墙围护深基坑开挖进行了有限元数值模拟,计算基坑变形,并与平均温度条件下冻土墙围护深基坑开挖的计算结果进行对比分析,得出一些有意义的结论,为冻土墙的设计和施工提供了一些有价值的参考信息。 展开更多
关键词 非均匀温度 深基坑 开挖 有限元 数值模拟 土力学 冻土墙 变形
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液氮冻结技术在地铁泵房排水管修复工程中的应用 被引量：20
15
作者 李方政 《施工技术》 CAS 北大核心 2007年第7期31-33,37,共4页
以上海运营地铁某区间泵房排水管液氮修复工程为背景,详细介绍了液氮封水冻结帷幕形式和冻结孔布置参数的设计、液氮消耗量估计、施工流程、操作方法和测温系统布置。通过温度监测数据和工程实践,验证了开挖条件分析方法。由隧道沉降监... 以上海运营地铁某区间泵房排水管液氮修复工程为背景,详细介绍了液氮封水冻结帷幕形式和冻结孔布置参数的设计、液氮消耗量估计、施工流程、操作方法和测温系统布置。通过温度监测数据和工程实践,验证了开挖条件分析方法。由隧道沉降监测结果可知,小体积液氮局部冻结土体的融沉对隧道变形稳定性影响较小。 展开更多
关键词 液氮冻结 冻结帷幕 地铁泵房 融沉
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冻土墙冻结温度场和应力场耦合的有限元分析 被引量：13
16
作者 李宝花 杨更社 +1 位作者 王连花 张全胜 《西安科技学院学报》 北大核心 2003年第2期143-146,共4页
根据传热学和固体力学原理导出了温度场、应力场耦合微分控制方程,并用伽辽金法推导了两场耦合的有限元计算公式。在NCAP-2D有限元程序的基础上扩充了冻结温度场和应力场的有限元程序,使其适应于冻土墙深基坑两场耦合分析。分析结果表明... 根据传热学和固体力学原理导出了温度场、应力场耦合微分控制方程,并用伽辽金法推导了两场耦合的有限元计算公式。在NCAP-2D有限元程序的基础上扩充了冻结温度场和应力场的有限元程序,使其适应于冻土墙深基坑两场耦合分析。分析结果表明:冻土墙的变形呈一曲线的形式,最大位移发生在跨中顶部;地基因不同的热膨胀系数造成地表和基坑底部位移值不同。数值模拟的系统分析可为冻土墙围护深基坑开挖工程的设计与施工提供科学依据。 展开更多
关键词 冻土墙 温度场 应力场 耦合分析
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基于与围岩相互作用的冻结壁弹性设计理论 被引量：19
17
作者 杨维好 杨志江 +2 位作者 韩涛 张驰 柏东良 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期516-519,共4页
冻结壁设计理论是冻结法凿井技术的核心之一。传统的冻结壁厚度弹性设计公式在冻结壁与围岩的弹性模量之比小于10时有较大的误差。为了更合理地设计冻结壁,考虑了开挖卸载作用以及冻结壁与围岩的相互作用,建立了一个更符合实际的力学模... 冻结壁设计理论是冻结法凿井技术的核心之一。传统的冻结壁厚度弹性设计公式在冻结壁与围岩的弹性模量之比小于10时有较大的误差。为了更合理地设计冻结壁,考虑了开挖卸载作用以及冻结壁与围岩的相互作用,建立了一个更符合实际的力学模型;推导出了其弹性解析解;分析了冻结壁与围岩的应力和位移变化规律;讨论了冻结壁厚度的设计方法;基于Tresca强度条件和Mises强度条件,分别建立了新的冻结壁厚度弹性设计公式。分析比较表明,新公式较传统的冻结壁厚度弹性设计公式更合理,更节省。 展开更多
关键词 冻结壁 围岩 相互作用 弹性分析 设计理论
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基于统一强度理论的冻结壁弹塑性应力分析 被引量：18
18
作者 曹雪叶 赵均海 张常光 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期769-774,809,共7页
将冻结壁等效为弹性模量、黏聚力呈抛物线分布的功能梯度材料(FGM)厚壁圆筒,基于统一强度理论,考虑中间主应力的影响,推导得到冻结壁的弹性极限荷载、弹塑性应力场及塑性极限荷载的解析解。将所得结果与均质冻结壁进行比较,并分析强度... 将冻结壁等效为弹性模量、黏聚力呈抛物线分布的功能梯度材料(FGM)厚壁圆筒,基于统一强度理论,考虑中间主应力的影响,推导得到冻结壁的弹性极限荷载、弹塑性应力场及塑性极限荷载的解析解。将所得结果与均质冻结壁进行比较,并分析强度理论参数对各个解析解的影响。研究结果表明:考虑冻结壁的FGM特性,应力分布较均质冻结壁有一定的变化,环向应力由线性分布变为抛物线型分布;环向应力的最大值不再出现在冻结壁的内壁或外壁,而是出现在冻结壁厚度的中部;与均质冻结壁相比,FGM冻结壁的弹性极限荷载较大,但塑性极限荷载却较小;FGM冻结壁的弹性极限荷载、塑性极限荷载、径向应力及环向应力均随强度理论参数的增大而增大。所得结果可为冻结壁的设计提供一定的理论参考。 展开更多
关键词 冻结壁 功能梯度材料 抛物线分布 统一强度理论 弹塑性分析 极限荷载
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多排管直线冻土墙平均温度的等效梯形计算方法 被引量：17
19
作者 胡向东 何挺秀 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1465-1469,共5页
为了确定多排管冻土帷幕的平均温度,进而确定冻土的力学参数和冻土帷幕的承载能力,为冻土帷幕的安全状态作出评价,介绍了基于巴霍尔金解析解的双排管冻土帷幕平均温度模型,并对该方法进行了适当的简化.以此为基础,采用拼接计算的方法,... 为了确定多排管冻土帷幕的平均温度,进而确定冻土的力学参数和冻土帷幕的承载能力,为冻土帷幕的安全状态作出评价,介绍了基于巴霍尔金解析解的双排管冻土帷幕平均温度模型,并对该方法进行了适当的简化.以此为基础,采用拼接计算的方法,推导得出在多排管冻结下计算直线形冻土帷幕平均温度的一种等效梯形方法. 展开更多
关键词 多排管冻结 冻土墙 平均温度 等效梯形法 人工地层冻结法
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主隧道结构散热对联络通道冻结效果的影响 被引量：17
20
作者 胡向东 赵飞 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第A01期3109-3115,共7页
在采用人工冻结法施工的联络通道中,主隧道管片的散热对管片附近土体的冻结效果有很大的削弱作用。通过施工现场的温度监测数据,研究管片散热对联络通道中土体温度场发展状态的影响,发现管片外侧喇叭口部位土体无论在冻土温度还是在冻... 在采用人工冻结法施工的联络通道中,主隧道管片的散热对管片附近土体的冻结效果有很大的削弱作用。通过施工现场的温度监测数据,研究管片散热对联络通道中土体温度场发展状态的影响,发现管片外侧喇叭口部位土体无论在冻土温度还是在冻土帷幕的厚度上都较未受影响区相差很大,受影响区冻土帷幕厚度最小处仅为未受影响区厚度的一半,且随着冻结的持续进行,喇叭口部位土体的温度场在一定时期达到热交换的平衡状态,持续冻结对此区域的冻结效果增强不明显,只会降低未受管片散热影响区域的土体温度。绘出冻土帷幕的发展变化过程。最后在影响分析的基础上对联络通道的安全施工提出了建议。 展开更多
关键词 隧道工程 联络通道 人工地层冻结法 冻土帷幕 温度 散热 管片
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