地层扰动对冻结的影响分析

地层扰动对冻结的影响分析摘要:冻结加固技术因其具有冻结强度高、止水性好、安全性高等优点,并 且具有很好的环保性等特点而越来越多的被应用于地下匚程建设中,尤其是对环 境保护要求高、又处在软土地质条件下的

地层扰动对冻结的影响分析 摘要:冻结加固技术因其具有冻结强度高、止水性好、安全性高等优点,并且 具有很好的环保性等特点而越来越多的被应用于地下匚程建设中,尤其是对环境保 护要求高、又处在软土地质条件下的工程,其应用更为广泛。但冻结在实际施工中 受到多种不利因素的影响,特别是地层扰动对冻结的影响,影响冻结效果,并严重 影响施工安全。本文阐述了影响人工冻结效果的因素,以及在地层扰动下各因素的 变化,主要分析了冻融土和地卜动水对冻结效果的影响。 关键词:冻结法;冻结温度场;地层扰动 概述 在地层扰动下,冻结壁的形成是一个很复杂的热物理过程。在冻结壁的形成过 程中地层扰动影响冻结温度场的分布,且温度场、渗流场等多个物理场存在相互作 用,因此,对于某水平同一地层的冻结壁在各方位厚度发展并不均衡。 (二)冻结法是利用人工制冷技术,使地层中的水结冰,把天然岩土变成冻土, 增加其强度和稳定性,隔绝地下水与地下工程的联系,以便在冻结壁的保护下进行 地下工程倔砌施工的特殊施工技术。 (三)冻结法施工技术适用于松散不稳定的冲击层、裂隙含水层、松散泥岩层 和水压特大的岩层,既可作为地质条件复杂的井巷工程施工,又可作为工程抢险和 事故处理的手段。 (四)冻结法施工的原理是:沿开挖断面周边布置与通道方向基本平行的冻结 孔,然后在冻结孔中循环低温盐水,使冻结孔附近的含水地层结冰,形成强度高、 封水性好的冻土帷幕一冻结壁,用以抵抗地压,水压和隔绝地下水与地下工程的联 系。然后在冻结壁的保护下进行隧道、侪井和基础工程的开挖与衬砌施「的特殊工 程技术。其实质是利用人工制冷技术临时改变岩土性质以固结地层。 二、冻结壁的温度场的形成规律 冻结壁是凿井的临时支护结构物,其功能是隔绝井内外地下水的联系和抵抗 水土压力。当冻结壁完全交圈后,封闭的冻结壁即可起到隔绝地下水的作用;但是 要起到抵抗水压力的作用,冻结壁必须有足够的强度和稳定性。 1、土壤的冻结实质及其特性变化 土壤冻结前后,土体的强度、水分、以及热物理参数等基本性质发生较大变化: (1)强度提高。2)水分迁移。(3)热物理性质的变化。 2、冻土的物理性质

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