冻结法盾构直接破除孤石过程中土层温度场变化的规律

作者：陈璐; 刘文博; 高林; 王志鑫; 胡俊^*

来源：海南大学学报(自然科学版), 2020, 38(02): 186-195.

DOI：10.15886/j.cnki.hdxbzkb.2020.0027

• 盾构机通过孤石
• 数值模拟
• 冻结法
• 温度场

为研究盾构机在对孤石施工时的温度场发展规律,尝试了一种基于盾构机直接推进并通过孤石的施工方法,同时运用有限元软件,采用单因素分析法对数值进行了分析.在模型中选取2条路径,并在路径上布置分析点,观察和分析了不同温度的热水在解冻盾构刀盘时的温度变化规律.数值结果表明:在240 h之前的冻结速度较快,之后的冻结速度变慢;在960 h时,在水平方向上形成了1.5 m的冻土帷幕,在盾构刀盘上方形成了0.6 m的冻土帷幕;解冻盾构刀盘的热水温度对温度场变化的影响较大,热水解冻的温度越高,解冻的速度越快,最终盾构刀盘附近的温度也越高;在984 h时,路径2上的2号分析点只有50℃热水解冻盾构刀盘,使其温度达到0℃以上,此温度下土体解冻.在工程实际中,建议热水解冻温度为20℃,解冻时间为4 h,水平有效冻结区域分0.6～0.9 m,此研究结果可为今后相关的实际工程提供参考依据.

• 单位
  海南省水文地质工程地质勘察院; 海南大学; 建筑工程学院