人工冻结壁厚度及平均温度的计算与分析开题报告

1. 研究目的与意义

本文基于井筒、地铁人工冻结工程的相关研究，对人工冻结法在地下工程中的应用、人工冻土的物理力学特性、人工冻结温度场的实测与数值模拟、冻结壁质量的判定等研究现状进行归纳总结，提出人工冻结壁研究中存在的主要问题，设计成果为同类工程提供参考依据。

2. 国内外研究现状分析

目前，在地铁项目中，研究较多的还是单排管冻结壁平均温度和厚度的计算方法。单排管冻结壁厚度及平均温度计算方法已经在经过了大量研究后取得一系列成果。国外众多学者都总结了单排管冻结壁平均温度和厚度的计算方法。沈阳对南京地铁盾构始发接收水平和垂直冻结加固工程进行实测，分析各个阶段温度的变化情况以及周边环境对温度变化的影响。分析工程实际中冻结孔与测温孔位置关系对温度变化的影响。，余晓英对人工冻结壁力学特性的数值做出了研究，吕书清对人工冻结壁温度场模拟进行了分析，郑波等也做出了人工冻结壁温度场数值分析，张燕等对人工冻结壁形成及温度分布有限元做出了分析，李密对深厚软岩冻结壁厚度设计的数值进行了模拟及分析，崔亚男通过对温度场的数值模拟分析得到人工冻结法中积极冻结周期和维护冻结周期的方法，关于国外人工冻结壁的研究现状详见毕业设计第一章绪论。

3. 研究的基本内容与计划

本毕业论文在系统归纳总结人工冻结壁的研究现状基础上，结合具体工程的地质条件，开展以下主要涉及内容：1）人工冻结法的应用研究；2）人工冻结壁的研究数值模拟研究；3）冻结壁质量判定方法研究。

1-4周：文献综述、人工冻结法对人工冻结法在地下工程中的应用、人工冻土的物理力学特性、人工冻结温度场的实测与数值模拟、冻结壁质量的判定等研究现状进行归纳总结与方法学习

5-14周：分析、讨论现有冻结壁厚度计算方法，包括解析公式或对冻结壁交圈时间分析得到冻结圆柱半径，进一步推算冻结壁厚度；研究特鲁巴克解、巴霍尔金解、成冰公式、等效模型四种不同方法计算平均温度的不同及其特点，分析各种冻结壁平均温度计算方法的误差。根据提供的双排冻结管平均温度数值模拟解，分析讨论上述四种平均温度计算方法的结果差别。

4. 研究创新点

本文将根据提供的双排冻结管平均温度数值模拟解，分析讨论特鲁巴克解、巴霍尔金解、成冰公式、等效模型四种不同方法四种平均温度计算方法的结果差别。结合冻结工程温度场实测方法，开展调研工作，从施工、原材料、监测难度等方面讨论各种温度监测方法的特点与经济性。