人工三圈管冻结模型试验及冻结方案研究-煤炭科学技术.pdf

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2019-10-01 发布于天津
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中国煤炭期刊网　第４５卷第１２期煤炭科学技术Ｖｏｌ４５　Ｎｏ１２　　２０１７年１２月ＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｄｅｃ. ２０１７　人工三圈管冻结模型试验及冻结方案研究１ꎬ２１ꎬ２１ꎬ２ꎬ３陈军浩 ꎬ刘桐宇 ꎬ李栋伟 (１地下工程福建省高校重点实验室ꎬ福建福州　３５０１０８ꎻ２福建工程学院土木工程学院ꎬ福建福州　３５０１０８ꎻ ３中国科学院寒区旱区与环境工程研究所冻土工程国家重点实验室ꎬ甘肃兰州　７３００００) 摘　要:为获得不同冻结条件下人工三圈管冻结壁温度场发展规律ꎬ以顾北矿冻结风井为工程背景ꎬ 进行了室内三圈管冻结模型试验ꎬ研究了不同冻结参数对冻结壁温度场发展影响ꎬ结合有限元计算、现场测试手段ꎬ对模型试验结果加以对比分析ꎮ 研究结果表明:冻结管环向开孔间距平均每增大０.１ｍꎬ冻结壁交圈时间延迟４ｄ左右ꎻ内圈管圈径平均每增大１ｍꎬ井帮温度提高１.５℃左右ꎻ外圈管圈径平均每增加１ｍꎬ冻结壁有效厚度增加０.４ｍ左右ꎻ冻结壁平均温度主要受冻结孔环向、径向间距大小影响ꎮ 在工程现场可以通过优化冻结管布置圈径与调整冻结孔间距大小等方式来减少一定量冻结孔个数ꎬ达到保证冻结效果的同时减少工程造价ꎮ 关键词:人工三圈管ꎻ冻结方案ꎻ温度场ꎻ模型试验－－－中图分类号:ＴＤ２６２　　　文献标志码:Ａ　　　文章编号:０２５３２３３６(２０１７)１２００９４０７－Ｓｔｕｄｙｏｎａｒｔｉｆｉｃｉａｌｔｈｒｅｅｔｕｂｅｆｒｅｅｚｉｎｇｍｏｄｅｌｔｅｓｔａｎｄｆｒｅｅｚｅｐｒｏｇｒａｍ１ꎬ２１ꎬ２１ꎬ２ꎬ３ＣＨＥＮＪｕｎｈａｏ ꎬＬＩＵＴｏｎｇｙｕ ꎬＬＩＤｏｎｇｗｅｉ (１ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＦｕｊｉａｎＰｒｏｖｉｎｃｅꎬＦｕｚｈｏｕ　３５０１０８ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ２ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＦｕｊｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＦｕｚｈｏｕ　３５０１０８ꎬＣｈｉｎａꎻ３.ＳｔａｔｅｋｅｙＬａｂｏｒａＴｏｒｙｏｆＦｒｏｚｅｎＳｏｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ ＣｈｉｎａＣｏｌｄａｎｄＡｒｉｄＲｅｇｉｏｎｓＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅꎬＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙＳｃｉｅｎｃｅｓꎬＬａｎｚｈｏｕ　７３００００ꎬＣｈｉｎａ) Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｍａｓｔｅｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｌａｗｏｆａｒｔｉｆｉｃｉａｌｔｈｒｅｅｔｕｂｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄꎬｂａｓｅｄｏｎＧｕｂｅｉｆｒｏｚｅｎａｉｒｓｈａｆｔꎬｔｈｅｐａｐｅｒｃａｒ￣－ｒｉｅｄｏｕｔｔｈｅｉｎｄｏｏｒｔｈｒｅｅｔｕｂｅｆｒｅｅｚｉｎｇｍｏｄｅｌｔｅｓｔꎬｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｅｅｚｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｏｆｆｒｏｚｅｎｗａｌｌꎬｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｆ