液氮快速凍結(jié)技術(shù)在地鐵隧道修復(fù)工程中應(yīng)用研究.pdf

1、隨著我國城市化進(jìn)程加快，城市交通壓力越來越大。開發(fā)城市地下空間，新建地鐵已成為一種緩解交通壓力的必然趨勢。但對于富水軟土復(fù)雜地層條件，在地鐵旁通道、盾構(gòu)進(jìn)出洞等凍結(jié)工程施工中，存在著漏水涌砂等工程風(fēng)險，采用液氮凍結(jié)方式進(jìn)行工程搶險十分必要。但由于該種方法在地下工程應(yīng)用很少，為此，本文結(jié)合具體工程實例，對液氮凍結(jié)技術(shù)在隧道工程上的修復(fù)應(yīng)用進(jìn)行分析研究。
　　 論文首先從液氮的物理性質(zhì)、工藝流程進(jìn)行分析，并結(jié)合熱力學(xué)理論，采用有限單

2、元法和有限差分法，建立了凍土帷幕凍結(jié)溫度場有限元方程和熱力耦合方程。運用ANSYS軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，得出只需凍結(jié)10～20天就可以對隧道進(jìn)行開挖，并將計算結(jié)果與測溫數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，證明了數(shù)值模擬的正確性和可行性。
　　 然后，論文在凍結(jié)溫度場分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了熱力耦合和隧道開挖的模擬，計算結(jié)果表明，在凍結(jié)和開挖過程中產(chǎn)生的位移、應(yīng)力，主要集中在隧道管片處，凍土帷幕具有足夠的強度和整體穩(wěn)定性，隧道開挖對其影響很小。