城市地下工程人工冻结法理论与实践PDF电子书下载

1 人工冻结法基础理论 1

1.1 概述 1

1.1.1 人工冻结法的应用现状 1

1.1.2 人工冻结法的研究现状 5

1.1.3 人工冻结法的特点 9

1.1.4 人工冻结法的发展趋势 10

1.2 人工冻结制冷原理与设备 11

1.2.1 常用的人工制冷方法 11

1.2.2 盐水制冷人工冻结系统 14

1.2.3 盐水冻结设备 15

1.3 人工冻结法制冷设计 20

1.3.1 氟利昂制冷系统 20

1.3.2 盐水循环系统 22

1.3.3 冷却水循环系统 26

1.4 冻结壁参数设计计算 28

1.4.1 冻结壁厚度与平均温度设计 28

1.4.2 冻结壁的形成与解冻 30

1.4.3 冻结壁形成有效厚度计算 32

1.4.4 冻结壁形成平均温度计算 35

2 浅表土人工冻土物理力学性能 39

2.1 长江三角洲地区软弱地层简介 39

2.2 人工冻土热物理特性 40

2.2.1 土体起始冻结温度 40

2.2.2 导热系数 43

2.2.3 比热容 47

2.2.4 导温系数 48

2.3 人工冻土冻胀融沉特性 48

2.3.1 土体冻胀基本理论与试验方法 48

2.3.2 土体冻结过程中的水分迁移 50

2.3.3 不同因素对土体冻胀特性的影响 54

2.3.4 土体融沉基本理论与试验方法 58

2.3.5 不同因素对土体融沉特性的影响 60

2.4 人工冻土强度特性 66

2.4.1 冻土应力-应变关系 66

2.4.2 冻土单轴抗压强度特性 68

2.4.3 冻土三轴剪切强度特性 72

2.4.4 冻土抗折强度特性 79

2.5 人工冻土蠕变特性 83

2.5.1 蠕变试验设备与方法 83

2.5.2 蠕变曲线特征及其蠕变参数 83

2.6 人工冻土动力学特性 85

2.6.1 动力参数测试方法 85

2.6.2 冻土动应力-应变关系 86

2.6.3 冻土动力学基本参数 88

2.6.4 冻土声波特性 90

2.7 人工冻土接触面剪切特性 94

2.7.1 人工冻土剪切试验设备 94

2.7.2 人工冻土与结构接触面单剪特性 96

2.7.3 人工冻土与结构接触面循环剪切特性 97

3 人工冻结数值模拟理论与方法 100

3.1 冻结温度场数值模拟理论与方法 100

3.1.1 温度场基本概念 100

3.1.2 温度场数值模拟基本理论 101

3.1.3 温度场计算流程 111

3.2 位移场数值模拟理论与方法 111

3.2.1 冻融土体的应力应变关系 112

3.2.2 冻胀位移场数值模拟理论与方法 114

3.2.3 融沉位移场数值模拟理论与方法 118

3.3 ADINA软件在人工冻结数值模拟中应用 121

4 盾构始发与接收端头人工冻结加固技术与应用 128

4.1 盾构始发与接收端头加固方式比选 128

4.2 盾构始发与接收端头加固范围确定 128

4.2.1 化学加固范围确定 129

4.2.2 水平杯型冻结加固范围确定 134

4.3 盾构始发与接收端头冻结加固设计与施工 140

4.3.1 冻结设计一般规定 140

4.3.2 水平杯型冻结设计与施工 141

4.3.3 垂直冻结设计与施工 150

4.4 盾构始发与接收端头冻结加固数值模拟 155

4.4.1 水平杯型冻结温度场数值模拟 155

4.4.2 水平杯型自然解冻温度场数值模拟 163

4.4.3 水平杯型强制解冻温度场数值模拟 166

4.4.4 水平杯型融沉位移场数值模拟 172

4.5 大直径盾构隧道端头冻结加固工程实例 179

4.5.1 工程概况 179

4.5.2 盾构始发重、难点 180

4.5.3 盾构接收方式与技术 181

4.5.4 冻结加固方案 185

4.5.5 实测方案 185

4.5.6 实测结果分析 187

5 地铁联络通道人工冻结施工技术与应用 195

5.1 联络通道加固与开挖方法及对比分析 195

5.1.1 联络通道明挖法 195

5.1.2 联络通道暗挖法 195

5.1.3 联络通道竖井暗挖法 196

5.1.4 各种工法技术经济分析比较 197

5.1.5 联络通道加固措施 198

5.2 联络通道人工冻结设计与施工 199

5.2.1 联络通道冻结设计 199

5.2.2 联络通道冻结加固施工 209

5.3 联络通道冻结加固实例 214

5.3.1 工程概况 214

5.3.2 冻结加固方案 215

5.3.3 测点布置 216

5.3.4 数值模拟与实测结果分析 218

5.4 联络通道冻结加固敏感因素分析 223

5.4.1 不同因素对冻结温度场的影响 223

5.4.2 不同因素对冻胀位移场的影响 224

6 盾尾刷渗漏防治技术 228

6.1 盾尾渗漏与防治技术分析 228

6.1.1 盾尾渗漏原因分析 228

6.1.2 盾尾渗漏预防措施 231

6.1.3 盾尾渗漏封堵技术分析 233

6.2 盾尾刷更换止水方案比选 233

6.2.1 化学注浆止水 234

6.2.2 冻结法止水 234

6.2.3 止水方案对比分析 237

6.3 盾尾刷更换冻结止水方案设计与施工 240

6.3.1 水土压力计算 240

6.3.2 冻结加固体厚度确定 240

6.3.3 冻结参数设计 241

6.3.4 测温系统布置 245

6.3.5 强制解冻设计 245

6.3.6 盾尾刷更换条件 245

6.3.7 盾尾刷更换冻结施工工艺 245

6.4 盾尾刷更换液氮冻结温度场数值模拟研究 246

6.4.1 计算说明 246

6.4.2 管片直接打孔有限元计算结果分析 247

6.4.3 管片直接打孔冻结温度场影响因素分析 250

6.4.4 预制冻结管有限元模型计算结果分析 253

6.5 液氮冻结人工强制解冻温度场数值分析 257

6.5.1 计算说明 257

6.5.2 人工强制解冻温度场影响因素敏感性分析 257

6.6 工程应用 261

6.6.1 工程概况 261

6.6.2 冻结方案设计 262

6.6.3 液氮冻结施工工艺 264

6.6.4 温度场实测分析 266

7 水泥土加固抑制冻胀融沉技术 272

7.1 冻结水泥土热物理特性 272

7.1.1 水泥土起始冻结温度 272

7.1.2 水泥土导热系数、容积热容量 274

7.2 水泥土冻胀、融沉特性 276

7.2.1 水泥土冻胀特性 276

7.2.2 水泥土融沉特性 281

7.2.3 水泥土冻融前后压缩性 282

7.3 冻结水泥土强度与蠕变特性 284

7.3.1 冻结水泥土单轴抗压强度 284

7.3.2 冻结水泥土抗折强度 289

7.3.3 冻结水泥土蠕变特性 290

7.4 盾构端头垂直冻结水泥土加固数值模拟研究 292

7.4.1 工程背景 292

7.4.2 计算说明 293

7.4.3 数值模拟结果分析 295

7.4.4 人工垂直冻结水泥土改良法工艺参数研究 303

8 人工冻结法施工监测技术 311

8.1 监测项目及方法 311

8.1.1 冻结孔及冻结管质量控制 311

8.1.2 温度场监测 312

8.1.3 冻结压力监测 316

8.1.4 变形监测 317

8.1.5 其他监测项目 320

8.2 信息化监测 322

8.2.1 信息化监测微机管理软件 322

8.2.2 监测信息化发展 323

8.3 不同冻结工程的监测要求 324

8.3.1 盾构端头冻结法加固监测 324

8.3.2 联络通道冻结法监测要求 325

8.3.3 盾尾刷更换冻结止水监测 328

9 特殊地下工程人工冻结法应用 330

9.1 薄富含水层隧道矿山法施工工程 330

9.1.1 工程背景 330

9.1.2 冻结止水方案 331

9.2 车站出入口矩形水平冻结加固工程 332

9.2.1 工程背景 332

9.2.2 全断面注浆管棚与矩形水平冻结联合加固方案 333

9.3 南水北调穿黄工程退水洞 336

9.3.1 工程背景 336

9.3.2 冻结方案 336

9.4 液氮抢险、灾害修复工程 337

9.4.1 液氮抢险工程 337

9.4.2 液氮修复工程 339

参考文献 344