季節(jié)凍土層與人工凍結(jié)壁相互作用機(jī)制

依據(jù)相似準(zhǔn)則進(jìn)行室內(nèi)季節(jié)凍土層與人工凍結(jié)壁共同工作圍護(hù)體系的破壞試驗，確定破壞機(jī)制與約束效果。運(yùn)用傳熱學(xué)、凍土粘彈塑力學(xué)等理論，在季節(jié)凍土層地溫、約束作用可變條件下，得到凍結(jié)壁的非均勻溫度場、凍結(jié)壁內(nèi)塑性區(qū)動態(tài)發(fā)展規(guī)律、壁外側(cè)土壓力沿深度變化規(guī)律，建立該體系水、熱、力耦合空間模型，編制相關(guān)程序，數(shù)值分析不同氣溫、凍土層厚度、土質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、季節(jié)凍土層對凍結(jié)壁上端部的約束效果，凍結(jié)壁厚度減小趨勢。與無季節(jié)凍結(jié)層約束的凍結(jié)壁水平位移、變形、以壁內(nèi)凍結(jié)管為中心的溫度場非均勻程度進(jìn)行對比分析，建立有約束條件的人工凍結(jié)壁設(shè)計理論。利用破壞試驗的位移、溫度等實測數(shù)據(jù)對理論進(jìn)行完善。本研究成果利用地殼天然凍土層，對傳統(tǒng)的直立板墻自由邊界計算模型給與創(chuàng)新。為明顯降低凍結(jié)壁厚度提供了科學(xué)依據(jù)，在理論上形成新的計算體系，對進(jìn)一步提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)工程的安全度、降低經(jīng)濟(jì)造價具有重要的實際意義和廣闊的應(yīng)用前景。 2100433B

人工凍結(jié)法是重要的深部和城市地下工程的特殊施工方法，在礦山建設(shè)、城市地鐵、深基坑等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，然而在凍結(jié)工程中往往會因為凍結(jié)壁整體強(qiáng)度不足或不交圈，造成凍結(jié)管斷裂、結(jié)構(gòu)物壓裂等事故，造成重大經(jīng)濟(jì)損失和社會影響。針對人工凍結(jié)工程中凍結(jié)壁的安全檢測問題，本課題提出在研究凍結(jié)壁電磁特性的基礎(chǔ)上，利用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行凍結(jié)壁無損檢測的方法。.首先通過現(xiàn)場采樣試驗，掌握人工凍結(jié)壁的電磁特性；在此基礎(chǔ)上，采用數(shù)值模擬、模型試驗和現(xiàn)場實測相結(jié)合的方法，建立凍結(jié)壁厚度和缺陷高精度檢測的理論，為人工凍結(jié)工程的設(shè)計和檢測提供科學(xué)依據(jù)。本項目研究對深部和城市地下工程中的人工凍結(jié)壁安全檢測有廣闊的應(yīng)用前景，對于凍土區(qū)工程建設(shè)也有重要的借鑒意義。 2100433B