发散布孔条件下冻结壁温度场特性分析

《发散布孔条件下冻结壁温度场特性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、致谢光阴荏苒，硕士研究生的学习即将结束，三年的学习生活使我受益匪浅。经历近一年时间的磨砺，硕士毕业论文终于完稿，回首大半年来收集、整理、思索、停滞、修改直至最终完成的过程，我得到了许多的关怀和帮助，现在要向他们表达我最诚挚的谢意。首先，我要感谢导师岳丰田教授、张勇副教授和石荣剑老师，本文是在他们的悉心指导下完成的。从论文选题、研究思路、制定研究计划到论文的撰写，每一个环节都凝结着老师们的智慧、心血和汗水。在课题研究中，老师给予了耐心的指导和启发，更为重要的是为学生指明了正确的思考问题的方法和科学的研究途径，使得学生的硕士论文能

2、够顺利完成。他们严谨的治学之风和对事业的孜孜追求将影响和激励我的一生，对我的关心和教诲我更将永远铭记。借此机会，我谨向以上老师致以深深地谢意。感谢张颖君师兄、夏阳师兄、张志师兄、徐国庆师兄在论文撰写过程中提供的帮助。感谢岩土所的白东锋、荆玉明、韩星同志在试验中给予的帮助和支持。感谢同门官强、刘先观、李灿辉、范存辉、朱昱，感谢师弟罗晓松、裴昌进、孙慧明、黄建新、季玉田、赵启超、李立国等在试验和论文中给予的帮助。特别感谢师弟们在试验中给我的极大帮助，十分感激。深深感谢我的家人，感谢他们在我求学道路上的支持和鼓励，感谢他们在生活上对

3、我无微不至的关心和照顾。最后衷心感谢各位专家、教授和学者对本文的审阅和指导！万方数据摘要广佛线普君北路站～朝安站区间隧道管片处理冻结封水工程于隧道底部布置了发散的冻结管来进行堵水。为了获得冻结管发散布置条件下的冻结温度场分布及其发展规律，本文采用数值模拟和模型试验相结合的方法进行研究分析。建立Ansys数值模拟模型，进行单因素、正交分析以及多因素回归分析研究不同因素对发散布孔条件下冻结温度场的影响规律，并获得回归公式。通过单因素分析，得到冻结壁厚度随着初始地温和相邻冻结管夹角的增大而减小、随着相邻冻结管排间距的增大而增大以及随

4、着冻结管外壁温度的降低而增大等规律，而土体冻结温度对温度场影响不明显；冻结壁平均温度则呈现与冻结壁厚度相反的变化规律，其中，排间距对冻结壁平均温度的影响表现为先降低后升高；文章通过安排正交试验，得到了发散布孔条件下冻结温度场的显著性影响因素。其中，冻结壁厚度的显著性影响因素为冻结管外壁温度以及相邻冻结管的夹角。冻结壁平均温度的显著性影响因素为冻结管外壁温度、相邻冻结管夹角以及相邻冻结管排间距；而后，安排正交表利用数值模拟进行了多因素回归试验，通过计算结果分别得出冻结壁厚度、平均温度以及冻结壁轴面上环向发展宽度等目标量的多因素回

5、归公式。通过物理模拟实验，研究了相邻冻结管夹角为10º和14º两个模型的冻结温度场，分析各特征面测点温度的变化情况以及特征面上的温度分布规律，并对比不同冻结管夹角的模型温度场分布的异同。通过模型试验得出，冻结初期，界面冻结温度场的发展要小于主面，在冻结后期，二者达到相近水平；增大冻结管间的夹角，将使冻结壁厚度降低，平均温度升高，冻结壁的环向冻结范围增大。文章通过对冻结壁厚度、平均温度以及冻结壁环向发展宽度随时间的变化曲线进行拟合，得出拟合公式，并进行求导，得出发散布孔条件下冻结温度场的发展速度公式。将数值模拟的计算结果与模型实

6、验的结果进行比较，得出二者所得的温度场分布规律一致，但实验测值要小于数值模拟的数值，且在冻结管区域，数值模拟更能细致地反映出温度场的分布规律。综上所述，发散布孔条件下，各因素对其温度场具有不同程度的影响，其中冻结管外壁温度、相邻冻结管夹角以及冻结管排间距影响较为显著。在实验条件下，应严格控制实验过程，避免实验误差，并结合数值模拟分析冻结管附近区域的冻结温度场分布规律。本文通过多因素回归分析以及实验数据拟合得到的冻结壁厚度、平均温度及其发展速度公式，对相关工程有一定的参考指导作用。论文有图115幅，表32个，参考文献66篇。关键

7、词：发散布孔；温度场；数值模拟；物理实验I万方数据AbstractTheprojectaboutsealingwaterwithfreezingmethodintheTunnelbetweentheChaojunbeilustationandtheChaoanstationintheGuang-folinewasarrangeddivergentfreezingpipesinbottomsectionoftunneltosealthewater.Thedissertationcombinedthenumericalsimula

8、tionresearchandsimulationexperimentresearchtogetthelawofthetemperaturefield.BuiltthefiniteelementmodelwithStructureanalysissoftANSYStostud