地鐵長聯(lián)絡(luò)通道雙側(cè)凍結(jié)溫度場及地表凍脹變形研究

陳冠任，陳軍浩，李棟偉，趙振偉，姚志雄，陳美玲

(1. 福建工程學(xué)院 地下工程福建省高校重點實驗室，福建 福州 350108；2. 福建工程學(xué)院 土木工程學(xué)院，福建 福州 350108；3. 東華理工大學(xué) 土木與建筑工程學(xué)院，江西 南昌 330013)

0 引 言

人工凍結(jié)法作為加固含水軟土地層的特殊工法[1-2]，能夠改變軟土地層的性質(zhì)，提高其強度，形成高強度的凍結(jié)帷幕，達到隔絕地下水進入施工區(qū)域，保證施工安全的目的。實踐證明人工凍結(jié)法是目前較為可靠的加固復(fù)雜含水地層的措施[3-5]。采用人工凍結(jié)法加固地層的過程中，隨著地層溫度下降，熱交換的進行，含水土層降溫形成凍結(jié)壁，土體中液態(tài)水的體積通常會增大9%，同時伴隨著大量的水分遷移，以及結(jié)晶體、透鏡體、冰夾層等侵入土體，從而產(chǎn)生凍脹[6-8]。

楊平等[9]對凍結(jié)法施工中聯(lián)絡(luò)通道的溫度及位移場進行全程實測研究，得到凍結(jié)壁內(nèi)外側(cè)發(fā)展速度比及地表凍脹的分布規(guī)律和影響范圍；唐益群等[10]同樣對其溫度及位移場進行實測分析，得到受凍結(jié)管溫度影響的范圍和土體位移的分類；胡俊等[11]對大直徑杯型凍土壁溫度場進行數(shù)值分析，得到了導(dǎo)熱系數(shù)、容積熱容量與土體溫度之間的線性關(guān)系。盡管前人利用實測分析、模型試驗以及數(shù)值模擬對凍結(jié)溫度及位移場的研究取得了豐碩的成果，但尚缺乏對雙側(cè)凍結(jié)模式下，長聯(lián)絡(luò)通道的溫度場及地表凍脹變形的研究，而該模式下溫度場及地表凍脹的發(fā)展規(guī)律，是控制凍脹、解決工后融沉造成城市路面和建筑開裂等安全事故的前提；……