典型文献
管幕冻结隧道"顶管-冻土"复合结构力学特性试验研究
文献摘要：
拱北隧道暗挖段作为港珠澳大桥珠海连接线的重点工程,首次运用管幕冻结法进行施工.该法综合管幕法和人工地层冻结法的优势,可在隧道断面形成"顶管?冻土帷幕"复合支护体系,有效实现"承载"与"顶管间止水"的双重目标,确保隧道开挖时的稳定与安全.为获得"顶管?冻土"复合结构的温度、变形与力学特性,基于相似理论自主研发构建一套相似模型试验系统并开展试验研究,同时利用有限元软件COMSOL Multiphysics建立数值计算模型进行模拟验证.结果表明:复合结构的冻结温度场因空、实顶管及其内部冻结器的布置形式呈现不均匀分布特征,冻土形成速率在冻结后期明显变缓;土体竖向冻胀变形在60～160 min内急剧增大,且冻胀量随深度增加而增大,整体规律与温度场分布密切相关;土体冻结产生的冻胀力对顶管水平受力影响较大,空顶管相对刚度较小而产生较大水平变形;在加载阶段,顶管受力与变形均以竖向为主.因空、实顶管刚度差异和冻土厚度不均匀的共同影响,空顶管竖向变形包含了"弯曲"与"压扁"并具有非线性特征,其跨中截面底部竖向位移峰值约为实顶管的1.6倍;加载至0.28 MPa时,管间冻土首先发生破坏,进而导致顶管间封水功能失效,实际施工中应重点监测空顶管的变形规律、管间冻土帷幕的温度变化及其完整性.研究成果可为管幕冻结法的施工与监测提供参考,也可为热力耦合数值计算模型提供验证依据.
文献关键词：
管幕冻结;复合结构;力学特性;相似模型试验
中图分类号：
作者姓名：
段寅;荣传新;蔡海兵;龙伟
作者机构：
深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽淮南 232001;安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南 232001
文献出处：
引用格式：
[1]段寅;荣传新;蔡海兵;龙伟-.管幕冻结隧道"顶管-冻土"复合结构力学特性试验研究)[J].煤田地质与勘探,2022(12):159-169
A类：
管幕冻结
B类：
顶管,复合结构,结构力学特性,特性试验,拱北,隧道暗挖,港珠澳大桥,珠海,连接线,重点工程,管幕法,人工地层冻结法,冻土帷幕,复合支护,支护体系,止水,双重目标,隧道开挖,相似理论,相似模型试验,试验系统,COMSOL,Multiphysics,数值计算模型,模拟验证,冻结温度场,管及,布置形式,不均匀分布,土体,冻胀变形,内急,冻胀量,温度场分布,冻胀力,对顶,受力影响,大水,水平变形,受力与变形,刚度差异,竖向变形,压扁,非线性特征,跨中,竖向位移,移峰,功能失效,实际施工,施工中,重点监测,变形规律,热力耦合
AB值：
0.347219
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