引洮7#隧洞TBM卡机脱困冻结施工热固耦合分析

作     者：陈兴龙 朱发昇 黄旭斌 CHEN Xinglong;ZHU Fasheng;HUANG Xubin

作者机构：甘肃农业大学工学院甘肃兰州730070 

出 版 物：《水利水电技术》 (Water Resources and Hydropower Engineering)

年 卷 期：2015年第46卷第4期

页      码：78-82,86页

摘      要：基于考虑相变的热固耦合理论,以引洮7#隧洞TBM卡机脱困施工为背景,运用大型有限元分析软件ANSYS14.0对该TBM脱困过程的冻结施工进行模拟,研究了先竖直冻结、后水平冻结条件下温度场的形成过程,以及在温度应力和重力共同作用下实施脱困后关键点的位移变化。结合现场监测数据,分析了冻土帷幕形成过程中关键点处温度变化规律。结果表明:冻结锋面在水平冻结进行约35 d首次相交,再经过30 d积极冻结后,冻结帷幕达到2.7 m的设计厚度。在冷媒温度保持-21℃左右的条件下,进行65 d的维护冻结后即可进行脱困作业。开挖后55 d,洞身断面顶拱、底拱、侧拱均发生不同程度的变形,变形量在10-4m数量级,属极小变形,说明冻结施工有效地抑制了地层变形,但要使冻结强度达到设计标准,必须严格控制冻结时间和冷媒温度。本工程的工程实践为类似工程提供借鉴。

主 题 词：热固耦合 水平冻结和竖直冻结 温度场 位移场 TBM卡机 脱困 

学科分类：08[工学] 0815[工学-矿业类] 081503[081503] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1000-0860.2015.04.018

馆 藏 号：203104376...