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1、第36卷第2期岩土力学Vol.36No.22015年2月RockandSoilMechanicsFeb.2015DOI：10.16285/j.rsm.2015.02.031大直径杯型冻土壁温度场数值分析胡俊1,2，杨平1（1.南京林业大学土木工程学院，江苏南京210037；2.海南大学土木建筑工程学院，海南海口570228）摘要：结合南京地铁10号线过江隧道盾构始发工程，运用有限元软件建立三维数值模型，对大直径杯型冻土壁温度场的发展与分布规律进行研究，分析不同因素对该温度场的影响规律，比较研究不同土层下该温度场的降温规律
2、。数值计算表明：在设计冻结方案下，杯型冻土帷幕厚度满足加固范围要求，开始交圈时间由早到迟依次为外圈管>中圈管>内圈管，形成闭合大直径杯型冻结帷幕的时间为12d；冻结壁交圈时间随导热系数的增大而线性减小，随容积热容量和原始地温的增大而线性增大，原始地温每升高5℃，冻结壁交圈时间增加约1d；相变潜热变化对冻结初期和后期土体降温过程几乎没有影响；不同土层降温速度由快到慢分别为砂土水泥土>黏土水泥土，砂土>黏土；砂土水泥土与砂土、黏土水泥土与黏土几乎同时达到相变阶段；无论水泥改良与否，砂土总比黏土的开始交圈时间早4d。所得结果为
3、今后类似工程设计提供了理论依据。关键词：大直径杯型冻土壁；盾构始发；温度场；数值模拟中图分类号：TU456文献标识码：A文章编号：1000－7598(2015)02－0523－09Numericalanalysisoftemperaturefieldwithinlarge-diametercup-shapedfrozensoilwallHUJun1,2,YANGPing1(1.CollegeofCivilEngineering,NanjingForestryUniversity,Nanjing,Jiangsu210037
4、,China;2.CollegeofCivilEngineeringandArchitecture,HainanUniversity,Haikou,Hainan570228,China)Abstract:Thispaperpresentsacomprehensivestudyofthegenerationanddistributionpatternsofthetemperaturefieldwithinalarge-diametercup-shapedfrozensoilwallusedinshieldconstruct
5、ionofNanjingSubwayLine10.Threedimensionalfiniteelementanalysesaretakentoelucidatevariousinfluentialfactorsforthetemperaturefield.Itisfoundthat,ifthethicknessesofcup-shapedfrozensoilwallscansatisfythedesignedamountsneededforthepurposeofgroundreinforcement,frozenwa
6、llformsinaclearsequence:firstly,intheoutertubes,thentheintermediatetubes,andlastly,theinnertubes.The“closuretime”ofthefrozenwall,whichmeansthetimeperiodrequiredforthefullformationofthefrozensoilwall,isheavilydependentonsoil’sthermalconductivityaswellastheoriginal
7、groundtemperature.Theclosuretimewoulddecreaselinearlywiththeincreaseofthethermalconductivity;itwouldincreaselinearlywiththeincreaseoforiginalgroundtemperatureofsoilandvolumetricheatcapacity.FortheconcernedNanjingshieldtunnelingsite,ittookaround12days.Thiswouldhav
8、eincreasedbyapproximateeveryonemoredayiftheoriginalgroundtemperatureincreasesbyevery5℃.Thelatentheatisfoundtobeofnoapparentinfluenceinthecoolingprocessofsoil.N
