冻结锋面移动控制的冻土冻胀控制研究_中国煤炭行业知识服务平台

冻结锋面移动控制的冻土冻胀控制研究

作者

季雨坤王海航周国庆赵晓东王钦科李瑞林
单位

中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室西南科技大学土木工程与建筑学院
摘要

人工冻结法用于地下工程建设时，过量的冻胀变形及冻胀力将抬升地层并导致构筑物的破坏及失效，提出冻胀控制方法及揭示冰透镜体生长抑制机理是推进人工冻结技术发展的重要途径.从冰透镜体生长速率和冰饱和度与渗透率的特定数学模型出发，得到了冻结缘厚度演化对冰透镜体生长速率的影响.研究指出，冰透镜体的生长对冻结缘结构具有强烈的依赖性，冻结锋面向冷端移动诱导的冻结缘结构退化将直接抑制冰透镜体的生长.通过研究冻结缘厚度对冰透镜体生长的影响机制，提出了基于冻结锋面移动控制的人工地层冻结技术思路，发展了相应的冻结控制系统及试验平台，该技术思路可有效激活冰透镜体的间歇性生长过程并实现对冻胀的控制.研究指出，减小设计冻结深度及提高冷端冻结温度均能有效抑制冻结土体中冰透镜体的生长及减缓冻胀.
关键词

冻结锋面冻结缘冰透镜体生长冻胀减缓冻土
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金重点项目(42230704)；江苏省基础研究计划项目(BK20221135)；中国博士后基金项目(2022M723400)；中央高校基本科研业务费专项项目(2022QN1038)；
文章目录

1 冰透镜体生长特性
1.1 冰透镜体生长模型
1.2 冻结缘几何结构主导的冰透镜体生长速率
2 冻结锋面控制的冻胀试验
2.1 冻结锋面控制的试验系统
2.2 冻结深度控制的试验方案
3 冻结锋面控制的冻胀试验
4 结论
引用格式

季雨坤,王海航,周国庆等.冻结锋面移动控制的冻土冻胀控制研究[J].中国矿业大学学报,2023,52(05):943-951.DOI:10.13247/j.cnki.jcumt.20230008.
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