聯絡通道凍結法施工的有限元分析和模糊控制.pdf

1、從歷史上來說，在大型、復雜的地下工程建設中，人工凍結技術曾經是地下水豐富的不穩(wěn)定土層加固、搶險的唯一解決方案。在歐洲，人工凍結技術被用于阻隔地下水、加固不穩(wěn)定地層已經有一個多世紀的歷史，留下了許多成功的案例。目前國內凍結法的應用也越來越廣泛，城市大規(guī)模修建地鐵、越江隧道的熱潮也為凍結法提供了更為廣闊的舞臺。但是，由于凍結法施工更多地倚重于經驗，理論研究的相對滯后還是導致了諸如“上海地鐵四號線滲透事故”的重大工程災難的發(fā)生。所以，研究凍結

2、法施工過程中溫度、應力、位移的分布和變化規(guī)律并在施工中加以控制，是一個亟待解決的問題。 首先，本文分別考慮單管、雙管、冷媒循環(huán)等三種情況，利用大型有限元程序ANSYS計算了其二維溫度場分布規(guī)律，并對冷媒循環(huán)和直接加載凍結管入口溫度兩種計算方法的結果進行了比較。 其次，以上海市復興東路越江隧道聯絡通道為例，模擬了凍結過程中三維溫度場的分布規(guī)律和凍結壁的形成過程；并且分析了各個影響因素的變化對于溫度和凍結壁厚度的影響，為凍結

3、設計的安全性和經濟性評估提供了科學依據。再者，文章考慮凍結壁的保護作用，利用ANSYS計算了各個工況的內力、應力、位移，得出了一些有意義的結論，并為開挖過程的控制提供了數據準備。最后，本文在有限元計算結果的基礎上，建立九個“if-then”準則，利用模糊理論對開挖過程進行控制。因此，這種方法也為地下工程的施工提供了一種新的思路。 總之，本文詳細模擬了凍結法施工聯絡通道的施工全過程，其成果對于這種方法的安全控制和施工預報有重要的實