岩土工程冻结法--课程学习论文

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岩土工程冻结法的应用

此应采取以下措施：
含水软土地层条件下的城市建设中得到充分利用。并且利用地表、地铁隧道的变形监测数据及其它信息指导、调整各环节的施工工艺在城市繁华地区内施工
尤其重要。
２．４冻结法在建筑基坑的应用在基坑的开挖过程中，采用冻结法对它的支护，往往应该考虑冻土墙暴露面的绝热保护设计和抑制冻胀防止下沉的问题。冻土墙暴露面的绝热保护设计提供两种方案，一是喷一层混凝土，它不但
种地层特殊加固方法。这样使冻结管周围地层由近向远不断降温，逐渐使地层中的水变成冰，把原来松散或有空隙的地层通过冰胶结在一起，形成不透水的冻土柱。若干个这样的冻结管排列起来，通过冻结管内的冷媒不断循环，使这些冻结管周围土都
１、岩土工程冻结法的基本原理冻结法的原理是利用人工制冷的方法，将低温冷媒送入地层，把要开挖体周围的地层冻结成封闭的连续冻土墙，以抵抗土压力，并隔绝地下水与开挖体之间的联系；然后在这封闭的连续冻土墙的保护下，进行开挖和做永久支护的
修筑中薄弱地段加固。这几个方面的应用如下：（１）隧道盾构进出工作井时将面临较大的水压和土压变化，可能出现土体坍塌和涌水。若用冻结技术加固，则可靠快捷，抑制了事故的发生，

冻结法施工原理

摘要冻结法施工在公路隧道、基坑等工程中已被世界各国的工程界广泛地使用,可为地下工程的施工提供更加安全、便利的施工条件。

阐述了冻结法加固地层的原理及优点,结合工程实例介绍了冻结法在地铁工程中的应用,并就冻结法加固的水平钻孔及土体的冻胀、融沉问题进行了分析研究。

关键词地铁,地基加固,冻结法施工1 冻结法加固地层的原理及优点1.1 冻结法加固地层的原理冻结技术源于天然冻结现象。

人类首次成功地使用人工制冷加固土壤,是在1862年英国威尔士的建筑基础施工中。

1880年德国工程师F.H.Poetch首先提出了人工冻结法原理,并于1883年在德国阿尔巴里煤矿成功地采用冻结法建造井筒。

从此,这项地层加固特殊技术被广泛地应用到世界许多国家的矿井、隧道、基坑及其它岩土工程建设中,成为岩土工程,尤其是地下工程施工的重要方法之一。

冻结法加固地层的原理,是利用人工制冷的方法,将低温冷媒送入地层,把要开挖体周围的地层冻结成封闭的连续冻土墙,以抵抗土压力,并隔绝地下水与开挖体之间的联系;然后在这封闭的连续冻土墙的保护下,进行开挖和做永久支护的一种地层特殊加固方法。

进入地层内的冷媒通过进、回管路与地层相连,通过冻结管与地层进行热交换,将冷量传递给周围地层,而将地层中热量带走。

由此使冻结管周围地层由近向远不断降温,逐渐使地层中的水变成冰,把原来松散或有空隙的地层通过冰胶结在一起,形成不透水的冻土柱。

若干个这样的冻结管排列起来,通过冻结管内的冷媒不断循环,使这些冻结管周围土都冻成冻土柱。

随着冻土柱半径不断扩展,相邻冻土柱就会相连,彼此通过冰紧密结合在一起,形成密封连续墙。

1.2 冻结法施工的优点1)封水性———有自由水(一般情况下含水率应大于10%,否则要采取增加土层湿度的辅助工法)就能冻结成冻土,形成冻土壁。

无论是透水层,还是隔水层,冻土壁可以阻隔地下水侵入,形成干燥的施工环境。

2)强度高———一般认为冻土是一种黏弹塑性材料,其强度同土质、容重、含水率、含盐量及温度等因素有关,一般可达到2~10 MPa,远大于融土强度,从而起到结构支撑墙的作用。

论文(冻结)

赵庄煤矿二号井副井表土层及风化带快速冻结摘要：晋城煤业集团赵庄煤矿二号井副立井井筒所穿越的表土段和基岩风化带，虽然厚度不太大，但含水层较多，涌水量较大，且含有三层流沙层，水文地质条件复杂。

本文简要介绍了复杂地质条件下，快速冻结通过表土段和基岩风化带，并且保证优质工程的施工经验。

关键词：立井井筒施工；快速冻结；冻结圈径；开孔间距一、工程简介晋城煤业集团赵庄煤矿二号井设计设计生产能力0.9Mt/ a，服务年限30a，采用立井开拓方式。

副立井井筒设计净直径6.5m，井深511.5m，穿过第四系松散地层、二叠系上石盒子组、二叠系下石盒子组和二叠系山西组。

其地质及水文地质条件复杂，特别是第四系松散地层含三层粉、细砂岩，基岩风化带58.60—78.60m为强含水层段，这将给井筒施工带来很大的困难，为了改善井筒凿井施工条件，确保施工安全，建设单位决定对井筒采用冻结法施工，冻结深度为115m。

为了缩短施工工期，加快矿井建设速度，在冻结施工过程中，采用了缩小冻结圈径和开孔间距等措施，有效的缩短了冻结工期，取得了较好的效果。

二、地质及水文地质条件1、地层根据井筒检查孔资料。

井筒冻结段穿过的地层为第四系和二叠系，地层特征如下：（1）第四系：层厚62.90m，岩性主要为粘土及砂质粘土中间夹二层细砂，底部含卵砾石层。

（2）二叠系上石盒子组：层厚311.06 m，岩性主要为灰白、灰绿色砂岩，杂色斑块泥岩、砂质泥岩等，上部（90.50m以内）基岩风化裂隙发育，岩芯破碎，工程地质条件差。

井筒地层特征见表12、水文地质副井冻结段穿过的含水层共5个。

（1）第四系含水层：共三个，①细砂岩，埋深26.32—28.92m，厚度2.60m；②细砂岩，埋深52.95—57.55m，厚度4.60m；③含砾细砂岩，埋深58.95—62.90m，厚度3.95m。

（2）上石盒子组含水层：共二个，①粗砂岩，埋深62.90—73.15m，厚度10.25m；②中砂岩，埋深103.95—107.55m，厚度3.60m。

冻结法论文

中国矿业大学力学与建筑工程学院2014^2015学年度第一学期《岩土工程冻结法》课程报告号级_______________________名_______________________ 力学与建筑工程学院教学管理办公室冻结法在城市地下施工中的技术及应用（中国矿业大学力学与建筑学院矿建）摘要：冻结法是城市地下空间开挖中一种重要的辅助工法，已越来越被设计和施工单位所重视，掌握冻结法施工技术己成为城市地下工程生产发展和社会竞争的需要。

本文首先对人工冻结法施工的基本原理和施工工艺进行了简单的介绍，列举了冻结法施工的一个应用实例，并对冻结法设计和施工中的问题进行了总结，最后对冻结法的前景进行了展望。

关键字：冻结法施工技术应用展望近三四十年，冻结法技术发展更是突飞猛进，除了理论上的完善和提高外在施工工艺和监测控制手段方面也有较大的改进。

我国的冻结法施工技术经历了引进、推广、改进和发展几个阶段。

如今冻结法施工除了在矿井建设中的应用外，还成功应用于市政工程的地下结构、地铁车站及街区明挖施工、地下水泵站施工、水平隧道、桥梁基础等的临时支护和封水。

1冻结法的基本原理冻结法是用人工制冷的方法，将待开挖地下空间周围的土体中的水冻结为冰并与土体胶结在一起，形成一个按照设计轮廓的冻土墙或密闭的冻土体，用以抵抗土压力，隔绝地下水，并在冻土墙的保护下，进行地下工程施工的一种岩土特殊施工方法，常用于竖井工程。

冻结技术是利用人工制冷技术，使地层中的水结冰，把天然岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水与地下工程的联系，以便在冻结壁的保护下进行地下工程掘砌施工的特殊施工技术。

其实质是利用人工制冷临时改变岩土性质以固结地层。

冻结壁是一种临时支护结构，永久支护形成后，停止冻结，冻结壁融化。

岩土工程冻结制冷技术通常利用物质由液态变为气态，即汽化过程的吸热现象来完成的。

其制冷系统多以氨作为制冷工质，为了使氨由液态变为气态，再由气态变为液态，如此循环进行，整个制冷系统由氨循环系统、盐水循环系统和冷却水循环系统3大循环构成。

《基于离散元的冻结黏土三轴压缩试验数值模拟》范文

《基于离散元的冻结黏土三轴压缩试验数值模拟》篇一一、引言在岩土工程领域，三轴压缩试验是研究土体行为和性能的重要手段。

随着计算机技术的发展，数值模拟在三轴压缩试验中得到了广泛应用。

对于特殊条件下的土体，如冻结黏土，其独特的力学特性使其数值模拟尤为关键。

本文基于离散元法对冻结黏土的三轴压缩试验进行数值模拟，以期更好地理解其力学行为和变形机制。

二、离散元法简介离散元法是一种计算力学方法，它基于牛顿第二定律来描述每个离散单元的运动状态和相互作用。

该方法适用于处理具有明显颗粒特性的材料，如岩石、土壤等。

在离散元法中，每个单元都具有独立的空间位置和运动状态，可以有效地模拟土体的力学行为和变形机制。

三、冻结黏土的三轴压缩试验数值模拟1. 模型建立本研究的数值模拟基于离散元法建立三维模型。

模型中，冻结黏土被离散为一系列的颗粒单元，并设定合理的参数，如颗粒间的接触模型、接触力、刚度等。

模型考虑了冻土的实际尺寸、密度和形状等物理特征。

2. 试验条件与参数设定本数值模拟主要针对冻结黏土的三轴压缩试验。

试验条件包括温度、压力、压缩速率等，均依据实际试验设定。

在模拟过程中，我们还需设定相应的离散元参数，如颗粒间的摩擦系数、接触刚度等。

3. 模拟过程与结果分析在模拟过程中，我们首先对模型进行初始化和预处理，然后施加三轴压缩力。

通过观察和分析颗粒的运动状态、接触力分布等数据，我们可以了解冻结黏土的力学行为和变形机制。

此外，我们还可以通过对比模拟结果与实际试验数据，验证模型的准确性和可靠性。

四、结果与讨论1. 模拟结果通过离散元法对冻结黏土的三轴压缩试验进行数值模拟，我们得到了丰富的数据和图像。

这些数据包括颗粒的运动轨迹、接触力分布等，图像则直观地展示了土体的变形过程和破坏模式。

2. 结果分析通过对模拟结果的分析，我们发现冻结黏土在三轴压缩过程中表现出明显的应力-应变关系。

随着压力的增加，土体逐渐发生变形和破坏。

此外，我们还发现颗粒间的相互作用力对土体的力学行为和变形机制具有重要影响。

快速强化冻结法施工动态设计方法初探论文

快速强化冻结法施工动态设计方法初探论文•相关推荐关于快速强化冻结法施工动态设计方法初探论文论文关键词：快速强化冻结动态设计设计程序实时监测冻强壁论文摘要：结合我国冻结工程技术现状及发展趋势，阐述了快速强化冻结设计目标及原则，详细介绍了快速强化冻结设计程序和设计内容。

指出了只要遵循强化冻结设计程序进行冻结设计，就能很好地满足深厚冲积层冻结井筒凿井施工要求，确保井筒掘砌施工安全顺利地进行。

快速强化冻结设计方法可为地下工程冻结设计提供有益的参考。

岩土工程中，当遇到涌水、流砂、淤泥等复杂不稳定地层条件时，常采用冻结法施工。

冻结法自1955年在我国首次获得实际应用以来，经过多年的发展，现已成为我国矿井通过深厚冲积层的主要施工方法之一。

我国将冻结法应用于地下基础工程始于1987年。

近年来，冻结法在上海、北京、广州等城市的地铁和市政基础设施等工程项目中得到了越来越广泛的应用。

经过多年的实践，我国工程技术人员基本掌握了近水平冻结设计、施工方法以及地层变形控制方法，并积累了大量的第一手资料和丰富的工程经验。

目前，我国已成为世界上冻结法应用较多的国家之一口I。

]。

实践证明，冻结法是在松散含水土层中施工地下结构工程的一种较为安全可靠的工法。

但随着冻结深度的不断加大，原有的设计方法已不能适应冻结法施工发展趋势，研究快速强化冻结的动态设计方法势在必行。

1快速强化冻结设计目标及设计原则快速强化冻结设计目标与安全、优质、快速、高效施工的工程总目标是一致的。

从价值工程的观点来讲，就是要用最少的资源投入来实现最佳的地层冻结加固效果。

但在实际工程中，由于地层和施工条件的不同，对冻结设计与施工的要求也不同。

如深厚粘土层应重点解决冻结管断裂和外层井壁压坏等疑难技术问题；地层条件较好时，应重点解决降低冻结施工费用和提高井筒掘砌速度等问题。

对于一个冻结井筒工程项目来说，冻结设计的最佳目标就是将解决冻结施工技术难题与降低冻结施工费用和提高井筒掘砌速度更好地统一起来。

岩土工程冻结法课程学习论文-浅析岩土冻结法在城市地下工程中的应用

《岩土工程冻结法》课程报告学号班级姓名浅析岩土冻结法在城市地下工程中的应用摘要: 随着我国经济建设的发展, 富含水困难地质条件下的城市地下工程将日益增多, 为冻结法的应用提供了广阔的空间。

冻结法适宜于以及松软地层的隧道、地铁和地铁车站、排水泵房、地铁主干道间的联系通道、盾构施工的端头井施工，有着广阔的应用经济前景。

冻结法还在街区明挖施下、地下水泵站施工以及其他领域，这充分表明冻结法具有很强的拓展性。

特别是近年来，我国北京、上海、广州、天津等城市地铁建设，以及将陆续兴建的南京、深圳等16个大城市地下快速交通线路建设，为冻结法的应用开辟了广阔的前景。

岩土工程冻结法在我们的土木建设中占据着重要的地位，这项技术在国内外也日趋成熟，并且在一些施工较为困难的场所屡建奇功。

系统总结和发展已取得的理论研究成果和施工实践经验，对推动冻结法更加经济安全可靠的应用，拓宽冻结法应用领域具有长远的意义。

关键词:冻结法, ,岩土工程，应用岩土工程专业是土木工程的分支，是运用工程地质学、土力学、岩石力学解决各类工程中关于岩石、土的工程技术问题的科学。

作为其重要的组成部分,城市地下空间工程也是岩土工程中发展潜力较大的一个重要组成部分。

我国十分重视地下空间的开发利用。

自从上世纪60年代，我国开始利用城市地下空间并以初具规模，如北京修建地下铁路，上海建设打浦路隧道，70年代建设大量的人防工程，改革开放以来地下空间的发展更为迅速，目前我国其他一些大城市也正在进行地铁建设。

不仅如此，我国还建设了各种公路隧道、铁路隧道和海底隧道。

这些工程的建设极大的促进了我国现代化建设，但是在这过程中也遇到了大量的技术难题，复杂的地质水文条件和其他条件制约了工程建设，某一领域的单一技术手段难以解决问题，这就使这就使得大量不同领域内的技术手段在相互之间应用开来。

岩土冻结法就是其中一种，从原来的井筒建设应用中逐渐成为各种工程土层加固的很有效的手段。

在地铁，隧道，桥梁，特殊地段事故处理中，乃至水利水电工程，工厂，仓库，地下输送管道，军事工程（地下实验场、核发射井）等。

冻结法施工组织设计毕业论文

冻结法施工组织设计毕业论文第二篇第一章：井de筒概况梁宝寺二号井由肥城矿业集团公司投资兴建，矿址位于省嘉祥县，东南距嘉祥县城约20km。

矿井由中煤国际工程集团设计研究院设计，设计生产能力为1.2Mt/a；采用立井开拓，工业场地布置有主、副、风三个立井井筒。

风井井筒井口设计标高+40.500m，井筒中心坐标：X=3939282.968m，Y=20426652.891m，井筒净直径 5.5m，井筒总深度977.500m。

梁宝寺二号井风井井筒主要技术特征表第二章：井筒地质及水文地质2.1地层区域东起峄山断层，西至聊考断层，北起汶泗断层，南至单县、韩台断层。

地层区划属华北地层区鲁西地层分区地层小区。

地层自上而下有新生界第四系，上、下第三系；中生界侏罗系；古生界二迭系、石炭系、奥陶系、寒武系、震旦系、太古界泰山群。

巨野煤田位于华北地台鲁西台背斜鲁西南断块坳陷的中、西部，就东西向构造带而言，位于昆仑～秦岭纬向构造带的东延北支部分，并处于和新华夏系第二沉降带的复合端。

因受昆仑-秦岭构造带、环太平洋构造带的影响，东西向及南北向的正断层发育较好，形成棋盘格状的构造格局，具有经济价值的煤层均赋存于地堑。

风井井筒由上到下穿过的地层有第四系、第三系、二叠系上石盒子组、二叠系下石盒子组地层，分述如下：（1）第四系底深145.55m，厚145.55m，主要由中－巨厚层砂质粘土、粘土质砂砾及砂层组成。

粘土的粘性及膨胀性较强；砂质粘土含中-细砂为主，粘性不均一，较松散，局部有钙质结核；砂层以细-粗粒为主，纯净，松散。

本段地层粘土、砂质粘土总厚度105.22m，占本段地层的72.3％。

（2）第三系底深453.85m，厚308.30m，为一套湖相沉积，不整合于下伏基岩之上，主要有厚层粘土，砂质粘土及砂层组成。

粘土的粘性、膨胀性较强，切面光滑，局部半固结，含细砂及钙质结核。

本段地层粘土、砂质粘土总厚度234.59m，占该段地层的75％。

岩土工程冻结法的施工温度

岩土工程冻结法的施工温度你有没有听说过岩土工程冻结法？如果你问我，这个名字听起来就有点像科幻电影里的高科技武器，可能还想象不出它到底是干啥的。

这个冻结法啊，就是一种通过控制温度来让土壤冻结，从而在地下创造出一个坚固的“冰壳”，就像给土壤装了个冰箱。

这个方法在一些特殊情况下用得特别广，比如说要在水位很高的地方做基坑支护，或者地下水丰富的地方施工，这时候土壤不稳定，没法直接施工，就得靠冻结法来“冻”住它，给你一个稳固的施工环境。

看起来简单，但其实操作起来可不轻松。

咱们先聊聊“温度”这个事。

岩土工程冻结法的核心就是温度控制，简单说就是靠冷把地面“冻住”。

可是，温度到底得低到什么程度才能把土壤冻结呢？这事儿其实挺讲究的，不是随便弄个冷气吹一下就行的。

冻结的温度要低到5℃到10℃，有些地方还得低到15℃，才能让地下的水分完全冻结。

你想想，如果要让一大块土地，特别是湿润或者水源丰富的地方完全冻结，那可是得用上一套专业的冷冻系统。

要持续地保持这么低的温度，这得花多少心思啊，真不是小事。

话说回来，这样的温度对于施工来说可是有着绝对的要求。

别小看了这些温度的变化，工程施工中的温差变化可是能让整个项目的进展变得困难重重。

一方面，低温会让土壤变硬，施工变得更加坚固；但另一方面，温度一旦不稳定，土壤也有可能出现裂缝，甚至有的地方直接“崩溃”。

可以说，这种温度控制是一场与时间和自然环境的“赛跑”。

每个步骤都得精准到位，稍微一不小心，冻住的土壤就会松动，所有的努力就得重新来过。

谁不想把土壤“冻”得像块石头一样牢固呢，尤其是在那些地质复杂或者水文条件不稳定的地方。

你可能会问，为什么要用冻结法呢？是因为在某些地方，土壤和地下水真的太“粘人”了，完全不给施工留面子。

尤其是那种地质松软、地下水丰富的地方，一般的支护结构根本没法保证稳定。

比如在一些城市深基坑施工或者隧道建设中，地面可能会不断下沉，地下水可能随时涌上来，这样一来，想要保证施工顺利进行，冻结法就成了不得不选的“杀手锏”。

《2024年基于离散元的冻结黏土三轴压缩试验数值模拟》范文

《基于离散元的冻结黏土三轴压缩试验数值模拟》篇一一、引言在岩土工程领域，三轴压缩试验是研究土体应力-应变特性的重要手段。

尤其对于冻结黏土这类特殊土体，其实验结果对于了解其力学性能和工程应用具有重要意义。

然而，传统的三轴压缩试验方法在实施过程中存在诸多限制，如实验成本高、操作复杂等。

因此，通过数值模拟方法对冻结黏土的三轴压缩试验进行模拟研究显得尤为重要。

本文将基于离散元方法，对冻结黏土的三轴压缩试验进行数值模拟，以期为相关研究提供参考。

二、离散元方法概述离散元方法是一种用于模拟非连续介质行为的数值方法，其基本思想是将介质划分为多个离散的单元，通过分析单元间的相互作用来模拟整体的行为。

在岩土工程领域，离散元方法被广泛应用于土体、岩石等非连续介质的力学行为研究。

三、冻结黏土三轴压缩试验数值模拟1. 模型建立在数值模拟中，首先需要建立冻结黏土的三轴压缩试验模型。

模型应包括土体的离散单元、边界条件、加载方式等。

在建立模型时，需根据实际试验条件进行参数设置，如土体的密度、弹性模量、内摩擦角等。

2. 数值模拟过程在模型建立完成后，需要进行数值模拟。

首先，对模型进行初始应力平衡，以模拟土体的原始应力状态。

然后，对模型施加三轴压缩荷载，模拟实际的三轴压缩试验过程。

在加载过程中，需记录土体的应力、应变等数据，以便后续分析。

3. 结果分析通过对数值模拟结果的分析，可以获得冻结黏土在三轴压缩条件下的应力-应变曲线、强度参数等。

将这些结果与实际试验结果进行对比，可以验证离散元方法在模拟冻结黏土三轴压缩试验中的有效性。

同时，还可以通过数值模拟方法探究不同因素（如温度、含水率等）对冻结黏土力学性能的影响。

四、讨论与结论通过基于离散元的冻结黏土三轴压缩试验数值模拟，我们可以得到以下结论：1. 离散元方法能够有效地模拟冻结黏土的三轴压缩试验过程，为相关研究提供了新的手段。

2. 通过数值模拟，我们可以获得冻结黏土的应力-应变曲线、强度参数等，为相关工程设计提供依据。

《2024年基于离散元的冻结黏土三轴压缩试验数值模拟》范文

《基于离散元的冻结黏土三轴压缩试验数值模拟》篇一一、引言随着计算机科学技术的进步，数值模拟已成为岩土工程研究领域中一种重要的实验手段。

尤其对于冻结黏土这类特殊地质材料，其物理性质与力学行为复杂多变，常规的实验方法往往难以准确反映其真实性能。

因此，本文基于离散元方法，对冻结黏土进行三轴压缩试验的数值模拟，旨在揭示其力学特性与破坏机制，为工程实践提供理论支持。

二、离散元方法概述离散元方法是一种用于模拟不连续介质行为的数值方法。

该方法通过将材料离散为一系列的粒子或元素，并考虑它们之间的相互作用力，从而模拟材料的变形和破坏过程。

在岩土工程领域，离散元方法被广泛应用于模拟土体、岩石等材料的力学行为。

三、冻结黏土的三轴压缩试验三轴压缩试验是一种常用的岩土力学实验方法，通过施加围压和轴向压力，模拟土体在三维空间中的应力状态。

对于冻结黏土而言，其三轴压缩试验更能反映出其特殊的力学性质和破坏模式。

然而，传统实验方法受到诸多限制，如成本高、周期长、难以重复等。

因此，通过数值模拟手段进行三轴压缩试验具有重要意义。

四、数值模拟方法与模型建立本文采用离散元方法进行冻结黏土的三轴压缩试验数值模拟。

首先，根据实际冻结黏土的物理性质和力学参数，建立离散元模型。

模型中，土体被离散为一系列的粒子，粒子之间的相互作用力通过弹簧-滑块系统进行模拟。

然后，在模型中施加围压和轴向压力，模拟三轴压缩试验的过程。

最后，通过观察和分析模型的变形和破坏过程，揭示冻结黏土的力学特性和破坏机制。

五、模拟结果与分析通过对离散元模型的数值模拟，我们得到了冻结黏土在三轴压缩试验下的应力-应变曲线、变形过程和破坏模式。

结果表明，冻结黏土在三轴压缩过程中表现出明显的非线性特征，随着压力的增大，土体逐渐发生变形和破坏。

此外，我们还发现冻结黏土的破坏模式与常规黏土有所不同，其破坏面更为复杂，呈现出一种多峰值的破坏特征。

六、结论与展望本文基于离散元方法对冻结黏土进行了三轴压缩试验的数值模拟，揭示了其力学特性和破坏机制。

岩土未来之星“城市地下工程”之冻结法

岩土未来之星“城市地下工程”之冻结法
岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水与地下工程的联系，以便在冻结壁的保护下进行隧道、竖井和地下工程的开挖与衬砌施工的特殊施工技术。

其实质是利用人工制冷技术临时改变岩土的状态以固结地层。

在矿井建设、地基基础、水利工程、河底隧道、地下铁道和其它地下工程中，遇到不稳定地层或含水量丰富的裂隙岩层，只要其地下水含盐量不大，而且流速较小(小于6mld)，采用冻结法阻断地下水、固结地层，容易获得成功。

冻结法源于天然冻结，随人工制冷技术的发展，逐渐用于工程，形成了工程冻结技术。

据资料记载，发达国家都有较早应用冻结法技术的先例:1862年在南威尔士的建筑基础施工中，英国首先采用了人工制冷技术加固土壤;1883年在德国阿尔巴里德煤矿，工程技术人员用冻结法开凿了深达百米的竖井筒，获得了冻结法开凿竖井的专利;1886年瑞典在一个长24m的人行隧道施工中使用了冻结法;1906年法国把冻结法施工用于横穿河底的地铁工程;前苏联在20世纪70年代，使用冻结法构筑了地下铁道的斜井隧道;日本自1962年起已在地铁、隧道、排水管道等建设中应用冻结法完成了数百项工程。

人工冻结技术在我国也已经得到了成功的应用:1955年我国首次在开滦煤矿成功地应用冻结法进行竖井施工。

截止到1999年，我国煤炭系统已用冻结法建成竖井近500个，总长度超过70km，最大冻结深度已达。

冻结法施工工程(3篇)

第1篇一、冻结法施工工程的特点1. 适用范围广：冻结法施工适用于软土地层、膨胀土、泥炭土等不良地质条件，能有效解决常规施工方法难以解决的问题。

2. 施工安全可靠：冻结法施工过程中，土壤强度和稳定性得到提高，有效防止了坍塌、滑坡等事故的发生。

3. 施工周期短：冻结法施工可快速形成冻土层，缩短了施工周期，提高了施工效率。

4. 施工成本低：与一些特殊地基处理方法相比，冻结法施工成本较低，经济效益显著。

5. 环境友好：冻结法施工过程中，不会产生大量废水、废气等污染物，对环境友好。

二、冻结法施工工程的应用1. 地铁隧道施工：在地铁隧道施工中，冻结法施工可有效解决软土地层、膨胀土等不良地质条件带来的问题，确保隧道施工安全。

2. 深基坑施工：冻结法施工可用于深基坑的支护，提高基坑稳定性，防止坍塌。

3. 地下管道施工：在地下管道施工中，冻结法施工可用于管道周围土壤的加固，确保管道安全运行。

4. 地下工程维修：冻结法施工可用于地下工程维修，如地下管道、隧道等，提高维修效率。

三、冻结法施工工程的关键技术1. 冻结设计：根据工程地质条件、施工要求等因素，合理确定冻结孔布置、冻结孔直径、冻结孔间距等参数。

2. 冻结孔施工：采用冻结孔钻机进行冻结孔施工，确保冻结孔质量。

3. 冻结孔注浆：采用注浆泵将冷冻剂注入冻结孔，形成冻土层。

4. 冻结效果监测：通过监测冻结孔温度、冻土层厚度等参数，确保冻结效果。

5. 冻土层解冻：在施工完成后，根据设计要求，逐步解冻冻土层，恢复土壤原状。

总之，冻结法施工工程作为一种特殊的地下工程建造技术，在软土地层、复杂地质条件等不利环境下具有显著优势。

通过合理设计、施工及监测，可确保冻结法施工工程的安全、高效、环保。

随着我国城市化进程的加快，冻结法施工技术将在地下工程建设中发挥越来越重要的作用。

第2篇一、冻结法施工工程的特点1. 施工环境安全：冻结法施工可确保地下工程在复杂地质条件下安全施工，降低施工风险。

冻结法施工组织设计-毕业设计论文

第二篇第一章：井de筒概况梁宝寺二号井由肥城矿业集团公司投资兴建，矿址位于山东省嘉祥县，东南距嘉祥县城约20km。

矿井由中煤国际工程集团南京设计研究院设计，设计生产能力为1.2Mt/a；采用立井开拓，工业场地内布置有主、副、风三个立井井筒。

风井井筒井口设计标高+40.500m，井筒中心坐标：X=3939282.968m，Y=20426652.891m，井筒净直径5.5m，井筒总深度977.500m。

梁宝寺二号井风井井筒主要技术特征表第二章：井筒地质及水文地质2.1地层区域东起峄山断层，西至聊考断层，北起汶泗断层，南至单县、韩台断层。

地层区划属华北地层区鲁西地层分区济宁地层小区。

地层自上而下有新生界第四系，上、下第三系；中生界侏罗系；古生界二迭系、石炭系、奥陶系、寒武系、震旦系、太古界泰山群。

因受昆仑-秦岭构造带、环太平洋构造带的影响，东西向及南北向的正断层发育较好，形成棋盘格状的构造格局，具有经济价值的煤层均赋存于地堑内。

粘土的粘性及膨胀性较强；砂质粘土含中-细砂为主，粘性不均一，较松散，局部有钙质结核；砂层以细-粗粒为主，纯净，松散。

本段地层粘土、砂质粘土总厚度105.22m，占本段地层的72.3％。

（2）第三系底深453.85m，厚308.30m，为一套湖相沉积，不整合于下伏基岩之上，主要有厚层粘土，砂质粘土及砂层组成。

粘土的粘性、膨胀性较强，切面光滑，局部半固结，含细砂及钙质结核。

本段地层粘土、砂质粘土总厚度234.59m，占该段地层的75％。

（3）二叠系a、上石合子组：底深966.15m,厚度512.30m,主要为厚层泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及砂岩组成。

冻结法工程施工中冻胀和融沉问题的分析与研究

2009年第3期（总第89期）华东建工勘察 1 冻结法工程施工中冻胀和融沉问题的分析与研究徐敏生龚启昌上海市城市建设设计研究院【提要】本文主要讨论地下土木工程中使用冻结法施工引起的冻胀和融沉工程问题，从岩土工程的角度介绍冻结土的形成及其工程力学性质。

较为全面的阐述冻结土的岩土工程设计及施工特点。

【关键词】冻结土融沉冻涨措施工程力学性能1 冻结土的冻胀和融沉（问题）的产生冻胀主要发生在砂性土、粉性土及黏性土中。

粗砂砾粒类土不会出现冻胀现象。

寇克娄等的著作中认为：在“不均匀的土粒（U＞15），d﹤0.02mm所占百分比﹥3％；很均匀的土粒（U﹤5），d﹤0.02mm土粒所占百分比﹥10％ ”土中，易产生冻胀。

陈肖柏等认为形成冻土的基本条件：冻胀与土层性质、含水量、渗透性、冻结温度和周围压力等因素有关。

冻胀形成，一般先是土层中孔隙水结冰产生基本冻胀，水变成冰其体积约增9％，而土体冻胀量约为3％。

冻土中未冻水由于颗粒表面能的作用，使未冻水与冰间保持动态平衡，温度再降低时未冻水以冰的形式出现。

理论上一般认为冻胀主要由于冻结过程中土层冻结峰面水分的迁移，并结晶形成冰夹层，使体积增大很多。

黏土中由于冻胀中产生的孔隙水压力在逐渐消失时，引起冻土融沉。

从工程角度讲，人工冻土过程中地温下降至0零度以下，土体（孔隙中自由水）温度达到结晶点时，形成冻结，温度进一步下降，结合水冻结，冰晶结体、透镜体及冰夹层等形成冰侵入体，引起土体积增大，从而地表不匀上升，即为冻胀。

当土体温度上升时，冻结的土体发生变化，土体中的冰侵入体消融，引起地表下陷。

2 徐敏生等：冻结法工程施工中冻胀和融沉问题的分析与研究 2009年第3期（总第89期）土的冻胀与土的含水量、渗透性等有关，文献【3】长江口越江隧道联络通道处的⑤3层灰色黏土，含水量34.8％，容重18.1/kg.m -3,孔隙率为0.498，考虑土层盐度后的试验室冻胀率融沉率分别为6.0％、5.9％。

岩土工程冻结法_课程论文

浅谈冻结技术在地铁施工中的应用摘要：关键词：冻结技术，基本原理，城市地下，矿山建设正文：前言冻结技术最初起源于天然冻结, 随着人工制冷技术的出现才逐渐用于工程, 经过100多年的发展, 到今天已经形成了一项专门的工程冻结施工技术。

人工冻结技术是指采用人工制冷方法将低温冷媒送入具有一定含水量和地下水流速的软弱地层中, 使地层中的水与周围土颗粒发生冻结, 从而形成强度高、弹模大和抗渗性好的冻结壁, 在冻结壁的保护下进行内部开挖和永久支护结构施工的一种特殊地层加固方法。

此法可以隔绝地下水与结构的联系, 从而在冻结壁的保护下进行通道开挖和结构施工。

所以, 冻结法与搅拌、旋喷等其他地层加固方法相比具有以下优点:( 1)对周围结构形状适应性强。

只要冻结孔的布置位置准确, 并保持足够的冻结时间, 就可以形成不同形状且均匀性好的冻结壁。

( 2)隔水性能极好。

交圈以后冻结壁连续性好、强度高, 因而隔水性能非常之好。

可有效隔绝地下水，其抗渗透性能是其它任何方法不能相比的，对于含水量大于10%的任何含水、松散，不稳定地层均可采用。

( 3)对地层污染小。

冻结法是一种环保型工法由于冻结法只是通过降低温度来提高原位土体的强度, 并不改变地层成分,对周围环境无污染，无异物进入土壤，噪音小，冻结结束后，冻土墙融化，不影响建筑物周围地下结构，因而对地层污染程度很小。

（4）冻结施工用于桩基施工或其它工艺平行作业，能有效缩短施工工期。

2.人工冻结法基本原理在岩土工程中, 冻结制冷技术通常是根据物理学中的汽化原理, 即利用物质由液态变为气态的过程要吸收热量来实现的。

通常在进行开挖以前, 在孔洞周围钻造一圈或数圈钻孔, 并在钻孔内下放冻结管( 冻结器) , 利用人工制冷的方法, 降低盐水( 冷媒介) 温度, 通过低温盐水在冻结管内循环吸收地层热量, 使地层形成一个连续、封闭的冻土结构---冻结壁( 冻土墙) , 以抵抗地层的水土压力, 隔绝地下水与开挖工作面的联系, 在冻结壁的保护下进行施工。