摘要：局部保温冻结技术可解决冻结法在深井开拓工程中遇到的诸多技术问题,并可节约大量冷量。为获得保温材料特性对冻结温度场的影响规律,以外加套管的单管局部保温冻结温度场为研究对象,首先,将相似理论与理论分析相结合,导出了单管局部保温冻结温度场的无量纲数学模型及相应的准则表达式;其次,以无量纲准则作为影响因素,结合数值计算和模拟试验,研究了冻结管采用发泡材料保温条件下的单管局部冻结问题。分析获得了冻结管热流密度与保温材料的比热容、导热系数、保温层外半径等无量纲因素间的关系,提出局部保温冻结工程中保温材料导热系数最佳选用范围应不大于0.035（无量纲）,保温层外半径宜为1.4-1.6（无量纲）之间。研究结果具有广泛的适用性,为局部保温技术的设计和应用提供了理论基础和便利条件。

摘要：为了获取局部保温条件下单管冻结温度场的发展规律,采用ANSYS有限元软件对局部保温条件下的单管冻结温度场进行数值计算。结果表明:局部保温条件下单管冻结时,保温层厚度选用5 cm较合理;在选用5 cm的保温层厚度进行单管局部冻结时,保温段与冻结段交界区域的温度梯度较大,该交界区域的范围主要为保温段下部3 m左右及冻结段上部1 m左右。在采用局部冻结技术的工程设计施工中,要根据实际情况合理布置保温层的厚度及范围。

摘要：为解决现有冻结管单管冻结能力不强致使增加循环冷媒介质用量和施工机械能耗的问题,可将传统圆形截面设计成异形截面。对方形冻结管的截面形式和施工工艺作一简单介绍,运用有限元软件对方形截面冻结管单管冻结时的温度场发展规律进行研究,主要得出:与传统圆形冻结管技术相比,方形冻结管具有较大的单位体积材料比表面积,因而可以在不增加工程量的前提下大大提高单管冻结能力,从而提高性价比;虽然方形冻结管为非圆形截面,但其冻土帷幕温度也是以冻结管为圆心呈同心圆分布,离冻结管越近温度越低;冻结20d时,-10℃圆形冻土帷幕半径发展为300mm;冻结40d时,0℃和-10℃圆形冻土帷幕半径分别为900mm和400mm;方形冻结管比圆形冻结管降温快,制冷效果更好。所得结果可为今后类似工程设计提供理论参考依据。

摘要：为解决现有冻结管单管冻结能力不强致使增加循环冷媒介质用量和施工机械能耗的问题,可将传统圆形截面设计成方形截面。对方形冻结管的截面形式和施工工艺作一简单介绍,运用有限元软件对方形冻结管单管冻结时的温度场发展规律进行研究,主要得出:与传统圆形冻结管相比,方形冻结管可在不增加工程量的前提下大大提高单管冻结能力;虽然方形冻结管为非圆形截面,但其冻土帷幕温度场也是以冻结管中心为圆心呈同心圆分布;在靠近冻结管200mm内,方形冻结管比圆形冻结管制冷效果好;在距冻结管300mm以外,两种冻结管降温过程基本一致。

摘要：为解决现有冻结管单管冻结能力不强致使增加循环冷媒介质用量和施工机械能耗的问题,可将传统圆形截面设计成异形截面。对X形冻结管截面形式和施工工艺作一简单介绍,运用有限元软件对X形冻结管与传统圆形冻结管单管冻结时的温度场进行对比分析,主要得出:X形冻结管可在不增加工程量的前提下大大提高单管冻结能力;虽然X形冻结管为非圆形截面,但其冻土帷幕温度也是以冻结管为圆心呈同心圆分布;在靠近冻结管200 mm范围内,X形冻结管比圆形冻结管降温快,制冷效果更好;在与水平夹角45°的方向,两种冻结管降温过程完全一致。

摘要：近年来随着人工冻结法在含水土层开挖施工过程中的应用越来越多,对其温度场分布规律的研究有着重要的意义。为此,本文基于焓值理论,结合近年来发展的格子Boltzmann方法进行离散,通过C++程序语言建立相应的数值模型,并进行验证。最后以此为基础分别对单管冻结、双管冻结、多管冻结过程中不同工况下的温度场分布规律进行研究,结果表明:单管冻结过程的温度分布呈现以冻结管为圆心的同心圆分布规律,比较直观的符合热力学传导规律;双管冻结过程温度场的分布则不是简单的两者之间累加过程,而是呈现出复杂的椭圆分布规律,同时处于不同位置处的土体其温度随时间的演化规律也呈现出不同的变化趋势;多管冻结影响下,处于冻结管内侧位置处节点的温度随时间的变化呈现出明显的阶梯状和阶段性,可明显的看出其相变潜热对温度场演化的影响。此外其冻结帷幕的演化方向主首先是沿着冻结管布置方向延伸,而后向冻结管内侧延伸。

摘要：为解决现有人工冻结法施工后周围地层产生冻胀融沉所引发不良后果的问题,冻结水泥土搅拌桩应运而生。在对冻结水泥土搅拌桩的施工工艺简单介绍的基础上,运用有限元软件对工字形冻结管单管冻结时水泥土的温度场发展规律进行研究。主要得出:冻结水泥土搅拌桩在保证地层承载力和防水性能的基础上,既可提高水泥土搅拌桩的抗剪和抗弯能力,也可减少水泥用量;冻结20 d时,-10℃冻土帷幕水平方向半径发展到120 mm,40 d时发展到180 mm;工字形冻结管所形成的冻土帷幕呈椭圆形分布向外发展,竖直方向发展较快;路径3上冻结初期靠近翼缘的分析点降温较快,冻结后期各点温度趋于一致。所得结果可为今后类似工程设计提供理论参考依据。