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深立井冻结管偏斜对温度场及冻结压力的影响研究
论文标题：深立井冻结管偏斜对温度场及冻结压力的影响研究
摘要：随着建筑施工和地下工程的快速发展，深立井冻结法作为一种常用的土壤冻结方法，被广泛应用于土壤固结、边坡支护和基础处理等领域。然而，由于操作条件和土体特性的限制，深立井冻结管在实际应用中会出现偏斜现象。本文通过数值模拟和实验研究的方法，探讨深立井冻结管偏斜对温度场及冻结压力的影响，并进一步提出相应的改进措施，以提高冻结效果和工程可靠性。
关键词：深立井冻结管，偏斜，温度场，冻结压力，数值模拟，实验研究
1.引言
深立井冻结法是一种利用冷却液体注入深孔井管中，以冻结土壤并形成冻土柱来实现土体固结的工程方法。然而，在实际操作中，由于各种原因，如钻孔过程中的斜钻、土体的非均匀性等因素，深立井冻结管易出现偏斜现象。而冻结管的偏斜会导致冻结带形状的改变，从而对温度场及冻结压力产生影响。
2.深立井冻结管偏斜对温度场的影响
2.1偏斜对冻结带形状的影响
深立井冻结管偏斜会导致冻结带形状的改变。一般来说，冻结带呈现出“楔形”或“扇形”状，其形状及尺寸对冻结效果和工程稳定性具有重要影响。偏斜冻结管会导致冻结带不均匀，进而影响冻结效果及工程性能。
2.2偏斜对冻结带温度分布的影响
深立井冻结管偏斜会导致冻结带内的温度分布不均匀。通常情况下，冻结带内温度呈现从冻结管向外逐渐降低的趋势。然而，偏斜的冻结管会导致温度场不均匀分布，出现温度高的偏斜区域和温度低的正常区域，对工程安全性产生潜在威胁。
3.深立井冻结管偏斜对冻结压力的影响
3.1偏斜对冻土体积变化的影响
冻结带内的冷冻液体在冻结过程中会发生体积变化，导致冻土体积增加，进而产生冻结压力。然而，偏斜的冻结管会导致冻土体积变化不均匀，从而影响冻结压力的分布。
3.2偏斜对冻土中应力状态的影响
冻结带内的冷冻液体冻结过程中会产生应力，分为冻结应力和冻胀应力。偏斜的冻结管会使冻结应力和冻胀应力分布不均匀，导致局部冻结带内的应力集中，从而对冻结效果和结构安全构成威胁。
4.方法与改进措施
为了减小深立井冻结管偏斜对温度场及冻结压力的影响，可以采取以下方法和改进措施：
4.1优化施工工艺
通过优化施工工艺，加强孔眼清理和定位过程，减少斜钻现象的发生，以降低冻结管偏斜概率。
4.2采用多管冻结技术
多管冻结技术可以提高冻结效果和均匀性，减小冻结带温度和压力分布的不均匀性。
4.3定期检测和调整
在施工过程中，定期检测深立井冻结管的偏斜情况，并进行必要的调整，以保证冻结效果和工程稳定性。
5.结论
深立井冻结管偏斜会对温度场及冻结压力产生重要影响。在深立井冻结工程中，应采取相应的措施以减小冻结管偏斜的发生，进一步优化冻结效果和工程可靠性。本研究通过数值模拟和实验研究的方法，对深立井冻结管偏斜对温度场及冻结压力的影响进行了初步分析，为相关工程技术提供了理论依据和改进方案。
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