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地铁联络通道人工冻结帷幕设计计算方法研究
| 论文题名： | 地铁联络通道人工冻结帷幕设计计算方法研究 |
| 关键词： | 地下铁路;联络通道;人工冻结帷幕;冻土物理力学 |
| 摘要： | 人工冻结法始于19世纪,该技术首先应用于矿山立井工程,是深立井建设的主要工法。近年来,随着地下铁道建设的迅速发展,人工冻结法已成为软土地区地铁盾构隧道水平联络通道建设中常用的加固方法之一。以往人工冻结帷幕的设计主要建立在矿井建设的基础之上,而城市地下工程与矿井在施工深度、施工方法和受力状态都存在着很大的差异,因而需要对人工冻结法在城市地下工程中的相关设计方法进行研究。 目前天津地铁水平联络通道设计所需要的强度、变形、热物理参数均采用上海-10℃下人工冻土指标。由于天津土质与上海土质存在很大的差异,故采用上海指标对天津人工冻结帷幕进行设计具有不科学性。本文通过对天津土质进行调研,选取有代表性的地区进行取土,根据《煤炭冻土试验规范》,对天津市区原状土进行-10℃强度、热物理试验,得出天津市区人工冻土物理力学指标,应用于天津市区人工冻结帷幕设计。 地铁水平联络通道人工冻结帷幕设计主要包括冻结壁厚度和冻结时间设计。通过-10℃人工冻土物理力学试验确定冻土强度、变形、热物理参数后,根据强度控制法,考虑一定的安全系数,计算冻结壁厚度。冻结壁厚度确定后,为了验算冻结管变形是否在容许范围内,需要验算冻结壁最大变形是否满足冻结管挠度要求。冻结壁强度、变形满足要求后,就要计算在一定冻结管布置下需要的冻结时间。冻结时间包括冻结壁交圈时间和积极冻结时间。冻结壁交圈时间是指:从地层冻结开始至构筑物周围冻结器布置圈上所有相邻的冻结器所形成的冻土圆柱按设计要求完全相交所用的时间。积极冻结期是指从地层冻结开始至冻结壁形成达到设计要求厚度所需的时间。冻结时间计算时假定计算时刻冻结温度场为稳态温度场,将冻结管周围土体分为冻结区和降温区,根据热量守恒原理-即冻结管释放的冷量等于冻结帷幕吸收的冷量,计算冻结时间。 最后,根据天津市区人工冻土物理力学指标,给出天津地铁3号线张兴庄站~宜兴埠站间水平联络通道人工冻结帷幕进行设计方案。 |
| 作者： | 李杰 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 闫澍旺 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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