2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、近年來,液氮垂直凍結(jié)技術(shù)被廣泛應用于地鐵隧道盾構(gòu)洞門加固工程中。采用傳統(tǒng)鋼制液氮凍結(jié)管進行地層凍結(jié)過程中,呈現(xiàn)出一系列問題,如凍結(jié)管管壁溫度分布不均勻,凍結(jié)管不能被盾構(gòu)機切割,人工加熱拔管不僅費工費時,而且拔管不當還會誘發(fā)凍結(jié)管斷裂和盾構(gòu)卡盾的風險。
  有鑒于此,本文采用模型試驗、數(shù)值模擬和理論分析相結(jié)合的研究手段,對液氮垂直凍結(jié)技術(shù)中的凍結(jié)管材質(zhì)及結(jié)構(gòu)形式、單管凍結(jié)溫度場分布規(guī)律等進行研究,其主要研究內(nèi)容和成果如下:
 

2、 (1)通過液氮凍結(jié)管材質(zhì)及結(jié)構(gòu)形式的對比分析研究,研制了一種能夠被盾構(gòu)機切割、管壁溫度分布較為均勻、可節(jié)約液氮用量的局部凍結(jié)新型塑料液氮凍結(jié)管。
  (2)根據(jù)相似理論推導了地層液氮凍結(jié)的溫度場與濕度場相似準則,建立了一套完整的塑料單管液氮凍結(jié)模型試驗系統(tǒng)。進而開展了塑料單管液氮凍結(jié)溫度場的模型試驗研究。試驗結(jié)果表明,采用傳統(tǒng)液氮凍結(jié)管(進液管僅在底端開口)進行地層凍結(jié)時,凍結(jié)管管壁溫度分布不均勻;采用所研制的新型塑料液氮凍結(jié)管

3、(進液管管壁等距離開口)進行地層凍結(jié)時,凍結(jié)管管壁溫度分布的不均勻性得到改善;根據(jù)模型相似比和凍結(jié)溫度場試驗結(jié)果,得到實際液氮凍結(jié)加固工程中的凍結(jié)壁平均發(fā)展速度約為160mm/d;同時驗證了塑料液氮凍結(jié)管進行地層低溫快速凍結(jié)的可行性。
  (3)建立了液氮凍結(jié)瞬態(tài)溫度場有限元計算模型,采用大型有限元軟件ABAQUS對單管液氮凍結(jié)溫度場進行了數(shù)值模擬研究。通過數(shù)值模擬與模型試驗的凍結(jié)溫度場數(shù)據(jù)對比分析,驗證了數(shù)值模擬結(jié)果的準確性,并

4、得到了單管液氮凍結(jié)溫度場的分布與凍結(jié)壁厚度的發(fā)展規(guī)律。
  (4)推導了考慮土體凍結(jié)溫度的單管凍結(jié)溫度場解析解,得到了單管液氮凍結(jié)的凍結(jié)區(qū)與降溫區(qū)溫度分布計算公式,采用數(shù)學計算軟件Maple編制計算程序,進行了單管液氮凍結(jié)溫度場的理論計算,并與數(shù)值模擬分析結(jié)果進行對比,驗證了理論計算的可靠性。
  在今后的地鐵隧道建設中,特別是盾構(gòu)洞門加固中,液氮垂直凍結(jié)技術(shù)將會越來越廣泛,本文研究成果可為類似工程的設計和施工提供參考依據(jù),

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