立井多排管冻结温度场的数学模型研究.pdf

第卷第期安徽建筑工业学院学报自然科学版．．立井多排管冻结温度场的数学模型研究徐士良安徽建筑业学院土木程系合肥摘要：人工地层冻结是地下工程施工中的一种特殊方法本文以立井双排管冻结工程为例对多排管冻结温度场的数学模型进行了初步分析和研究并采用软件对工程实例进行了数值计算为多排管冻结工程的设计和施工提供参考依据。关键词：人工地层冻结法；多排冻结温度场；数学模型；合交模型中图分类号：．文献标识码：文章编号：———人工地层冻结法是利用人工制冷方法把土壤中的水冷却成冰将地层冻结形成冻结壁以抵抗地压隔绝地下水然后在冻结壁的保护下进行开挖的一种特殊施工方法⋯。土体冻结过程按时序一般可划分为积极冻结期、维持冻结期和解冻恢复期三个阶段。我国自年首次在开滦林西风井应用成功后利用冻结法开凿的煤矿井筒数已达到多个冻结总长超过并已扩大到城建、地铁、桥墩、锚碇基坑等工程建设中。随着国家煤炭基本建设的发展和煤炭资源的紧张立井井筒逐渐加深深井冻结是今后冻结法施工的发展方向。采用单排冻结管冻结无论是在冻结时间上还是在冻结壁的强度、厚度、稳定性等方面都不能适应工程的要求所以逐渐采用双或多排管冻结方案。目前对单排管冻结温度场的分布规律与研究趋于成熟阶段。而双或多排管冻结壁度场的分布规律与研究正处于起步阶段。本文以立井双排管冻结工程为例对多排管冻结温度场的数学模型进行了分析和研究为多排管冻结工程的优化设计提供参考依据。双排管冻结温度场的数学模型双排管冻结温度场的数学模型研究重点放在积极冻结期在垂直于井筒轴线上取单位长度的土体作为研究对象认为土体是均质连续的并不考虑垂直方向的传热因此冻结温度场可简化为轴对称的平