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94 低 温 建 筑 技 术 2010年第6期 (总第 l44期) 季节冻土层下人工冻土墙温度场试验研究 张辰熙， 于 明 (黑龙江省寒地建筑科学研究院． 哈尔滨 150080) 摘【 要】 文中研究季节冻土层对人工冻土墙温度场的影响。研究结果表明，季节冻土层有无及季节冻土 层温度的不同对冻土墙轴面和界面交点处的温度存在影响。季节冻土层温度越低，人工冻土墙温度变化速率越 快。随着季节冻土层温度的升高，人工冻土墙最终温度也有所升高，当无季节冻土层时人工冻土墙温度变化速率 最慢。试验结果对利用天然冷能节省人工冻结耗能技术在实际工程中的应用具有一定的实用价值和指导意义。 【关键词】 季节冻土层；人工冻土挡墙；温度场；温度变化速率 【中图分类号】475．2 【文献标识码】B 【文章编号】 1001—6864(2010)06—0094—03 我国季节冻土区分布在广大东北、华北、西北及内 (2) 模型冻结管直径 lOmm，c=180／10=18。 蒙古地区，其冻结深度由南至北、由低海拔向高海拔区 增厚，最大达 3m左右，在该土层储存 了大量天然冷 能 。目前我国尚未开展过利用季节冻土区天然冷 能节省人工冻结耗能的试验和实际工程 ，因此在季节 冻土区进行人工冻土墙试验研究具有重要的理论意 义和工程实用意义 。 文中着重探讨在特定的环境下的一种基坑支护 结构形式 一季节冻土环境 中人工冻土墙支护结构体 图1模型试验台示意图 系 l。本试验完成了不同温度的季节冻土层及无季 节冻土层环境中人工冻土墙冻结六组试验，获得了大 表 1 土样测定参数 量的温度场试验结果 ，同时对试验现象和数据的规律 性进行了详尽的分析和总结。 1 模型设计与模拟参数 季节冻土层与人工冻土墙模拟试验平台是 由长 方形钢筋混凝土池体和型钢焊接而成的顶盖组成的 (3) 温度相似常数：常数 C=1，时间相似常数： 箱形结构试验空间，土体与池壁接触处采用在池壁上 C。，所以C =C ：18=324。 钉泡沫塑料保温板保温，保温板厚 lOOmm。见图1。 (4) 密度相似常数：在试验过程中弹性模量E 模型材料及土的参数，见表 1。相似常数 的确 自模拟 ，有 C =1，则 C。=1／C，=1／18，即要求模型材 定 ： 料的密度是原型材料的18倍。但使用密度如此高的 (1) 几何相似常数：原型冻结管直径 180mm。 材料是不现实的，所以在试验设计中，采用与原型土相 与受力管片姿态的关系进行分析探讨 ，确保地铁施工 [3] 张庆贺，寥少明，胡向东．隧道与地下工程灾害防护 [M]．北 的质量达到有关的规范和设计要求。 京：人民交通出版社，2009：9． [4] 刘健美．“盾构法+矿山法”施工在广州地铁四号线大学城专 (5) 盾构机及其配套系统的合理配置和 良好的 线段的应用[J]．广州土木与建筑，2005，(6)． 工作状态是盾构掘进得以顺利实施的关键。 [5] 唐孟雄，陈如桂，陈伟．广州地铁盾构隧道施工中管片受力监 测与分析[J]．土木工程学报，2009，(3)． 参考文献 [6] 富康峰，张信其．浅谈盾构法施工地铁区间隧道的施工工艺