人工冻土冻结过程中热-力耦合的数值模拟方法研究

孙立强; 任宇晓; 闫澍旺; 杨爱武; 韩圣章

doi:10.11779/CJGE2015S2027

人工冻土冻结过程中热-力耦合的数值模拟方法研究 English Version

1. 天津市软土特性与工程环境重点实验室,天津 300384; 2. 天津大学建筑工程学院,天津 300072; 3. 天津市地下铁道集团有限公司,天津 300051

基金项目: 国家自然科学基金项目（41402263）; 天津市自然科学基金; 重点项目（13JCZDJC35300）

详细信息

作者简介:
孙立强(1979- ),男,副教授,硕士生导师,主要从事岩土工程方面的教学科研工作。

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出版历程
- 收稿日期: 2015-03-25
- 发布日期: 2015-07-24

Numerical simulation method for thermal-stress coupling in artificial freezing process

1. Tianjin Key Laboratory of Soft Soil Characteristics and Engineering Environment, Tianjin 300384, China; 2. School of Civil Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 3.Tianjin Metro Group Co., Ltd., Tianjin 300051, China

摘要

摘要: 随着地下工程的发展,人工冻结法已成为地下工程建设中常用的技术。关于人工冻土在冻结过程中温度场的发展规律以及冻结过程中因为冻胀产生的对周边环境的影响有待于进一步深入的研究。通过室内试验得出了热物理参数随温度场的变化规律,结合天津地铁某联络通道的人工冻土工程,提出并建立了人工冻结过程中考虑热物理参数随温度变化的热-力耦合的数值计算方法,利用该方法计算分析了人工冻结过程中土体的温度场和位移场的发展规律,通过与实测数据对比,证明了该方法的可行性,成果可以指导人工冻土工程的设计与施工。
- 人工冻结法 /
- 数值模拟 /
- 温度场 /
- 位移场
Abstract: With the development of underground engineering, the artificial freezing method has become the common techniques of underground construction. The law of the development of artificial frozen temperature field and the influence on the surrounding environment because of frost heave in the freezing process need to be further studied. The law of variation of the thermal physical parameters along with the temperature field is obtained through laboratory tests, then a numerical method considering thermal stress coupling in the process of artificial freezing is proposed and established based on an artificial frozen soil project of a connecting passage of Tianjin subway. The development law of temperature fields and the amount of frost heaving of soil during freezing process are calculated by using this method. The proposed method is proved to be feasible by comparing the calculated results with the actual data. Consequently, the proposed method can provide guidance and reference for the design and construction of artificial freezing projects.
- artificial freezing method /
- numerical simulation /
- temperature field /
- displacement field

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