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【6h】

地下水渗流对联络通道冻结温度场的影响研究

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变量注释表

1绪论

1.1问题的提出(Problem Statement)

1.2国内外研究现状(Present Domestic and International Research Status)

1.3研究的目的和意义(Purpose and Significance of the research)

1.4研究的内容和方法(Contents and Methods)

2联络通道水平冻结热流(TH)耦合数值模拟研究

2.1有限单元法基本理论(Fundamental Theory of FEA)

2.2相似理论(Similarity theory)

2.3有限元计算模型(Numerical Simulation Model)

2.4数值计算方案(Numerical calculation Scheme)

2.5数值计算结果分析(Analysis on results of Numerical Simulation)

2.6本章小结(Chapter Summary)

3渗流作用下联络通道水平冻结模型试验研究

3.1模拟试验假设(Hypothesis of Simulation test)

3.2模拟试验模化设计(Mold design of Simulation test)

3.3试验方案(Schemes of the Experiment)

3.4试验系统(Systems of the Experiment)

3.5试验规划与过程(Plans and Process of the Experiment)

3.6试验结果(Results and Analysis of the Experiment)

3.7本章小结(Chapter Summary)

4数据综合比较分析

4.1特征路径温度分布规律比较(Comparative analysis of Temperature Field Distribution on Every Cross-section)

4.2冻结壁厚度和平均温度比较(Comparative of Freezing Wall Effective Thickness and average Temperature)

4.3本章小结(Chapter Summary)

5结论与展望

5.1主要结论(Main Conclusions)

5.2研究展望(Research Forecasts)

参考文献

作者简介

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摘要

在我国城市地铁建设如火如荼的背景下,冻结法在地铁联络通道建设中广泛应用,但同时也面临各种复杂的工程环境。目前联络通道冻结工程中考虑地下水渗流作用较少,但地下水活动导致冻结失败案例屡见不鲜,研究地下水渗流条件下的联络通道冻结温度场发展规律对工程设计施工的安全性、经济性显得尤为重要。该论文选定均厚饱和砂层水平渗流场中联络通道冻结过程为对象,采用数值模拟和物理试验两种研究方法来深入研究地下水渗流对联络通道冻结温度场的影响规律。
  首先,通过数值模拟热流(TH)耦合,进行了典型参数分析,得到了(顺打孔方向、逆打孔方向)两种不同渗流方向下联络通道冻结温度场发展规律、渗流场变化规律,并比较了两种渗流水方向下规律异同点;通过单因素分析,得到了不同冻结时间下地下水初始流速、冻结管水平间距、冻结管仰俯角、盐水温度等因素对渗流条件下联络通道冻结温度场的影响规律;通过正交试验分析,得到了不同冻结时间下各因素对渗流条件下联络通道冻结温度场影响的显著性大小。
  其次,根据相似理论设计并开展了物理模拟试验,通过物理模拟试验获得了试验条件下地下水渗流对联络通道冻结温度场发展规律的影响。
  最后,将物理模拟试验结果和数值模拟计算结果进行对比分析,探讨两种方法下地下水渗流对温度场的影响规律的异同及关联性。研究成果对地下水渗流作用下的联络通道冻结加固工程设计、研究起到一定的指导和参考作用。

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