某市地铁区间联络通道采取冻结法施工，冻结区主要含粉质黏土和细沙。为保障冻结开挖施工过程中的安全，验证冻土帷幕强度是否满足施工要求，对该冻结区域进行原状冻土取样，并制作冻土试样进行无侧限抗压强度试验，对冻土强度以及破坏方式进行分析。结果表明，细沙冻土试样平均抗压强度为3.40 MPa，破坏表现为脆性，其中失去抗压能力有2种方式，包括结构破坏，以及受外界影响，冻土中的冰融化使细沙解体而失去承载能力。粉质黏土冻土试样平均抗压强度为0.67 MPa，破坏表现为塑性，主要是受外界影响，冻结融化导致冻土的抗压承载能力下降。最后通过对试验结果和现象分析，提出冻结施工合理化建议，以保障冻结施工过程的安全，为类似冻结工程提供一定参考和借鉴。

目的：揭示冻土形成与发展的过程可以为复杂地质条件下的冻结法施工提供科学依据，因此需研究冻结过程中冻土温度场的变化规律。方法：以福州地铁某江底联络通道冻结工程为例，开展土体热物理参数试验及冻结温度场试验。通过试验获得土体的导热系数、比热容、冻结温度等重要热物理参数值，以及冻结温度分别为-5℃、-10℃、-15℃和-20℃时，冻土温度场的变化规律。利用ANSYS有限元计算软件开展了冻土温度场数值计算分析，获得了不同冻结时间下，冻结温度场计算分布图、沿路径A—B的温度分布情况、有效厚度范围内冻土的平均温度等计算结果，并与工程实际测量值进行了对比分析。结果及结论：冻结温度越低，土体温度的变化速率越快；当冻结温度为-5℃、-10℃、-15℃及-20℃时，距离冷源最远处的测温孔测量得到的冻结温度稳定值分别为0.75℃、-3.00℃、-4.00℃及-7.50℃,稳定温度与相应冻结温度之间的差值分别为5.75℃、7.00℃、9.00℃以及12.50℃;该冻结工程冻土交圈时间为30 d,积极冻结时间为45 d,冻土平均温度达到了-14.80℃;计算结果与实测数据基本吻合，误差在工程允许范围之内，验证了所...

为了更加精准地开展人工冻结法设计,以存在冻结管的冻土试件为研究对象,利用冻结管-冻土接触面强度试验数据为条件,建立数值计算模型,对不同工况下的冻土试块的应力分布及其服役性能进行研究。研究结果表明:在所有计算中冻结管-冻土接触面未发生破坏,且冻结管的存在会有效降低冻土试块的最大拉应力;在计算中单冻结管试件最大拉应力比无冻结管试件降低1 1%,双冻结管试件最大拉应力比无冻结管试件降低17%。冻结管对于抗拉性能的提升主要受其布置位置影响,冻结管规格对强化效果的影响相对较小,在设计中可以忽略。最终根据研究结果提出了同时考虑冻土帷幕厚度、平均温度及其内部冻结管布置高度的设计思路。

提出将冻土帷幕演变过程的关键阶段细分，并计算冻土帷幕温度场冻结锋面和特征等温线坐标的冻土帷幕整体性状确定性分析方法，对冻结帷幕薄弱部位、特征及成因进行了研究。结果表明：联络通道冻结管单侧开孔和放射状布置形式，使得冻土帷幕局部区域的冻结壁厚度和平均温度存在薄弱点；辅助冻结侧的冻结壁厚度大于其设计值，平均温度较低，而主冻结侧的冻结壁厚度小于其设计值，平均温度较高；联络通道泵站下部冻结管相交区域冻结壁形成最晚，第II冻结壁厚度最薄；联络通道拱部与边墙的角部连接区域冻结壁交圈时间最长，辅助冻结侧边墙冻结管间距较大区域的冻土帷幕厚度最薄。冻结法施工时，测温孔位置和长度的设计应覆盖薄弱点，施工中应对薄弱点进行重点监控。

以广州地铁7号线北滘新城站—林头站区间2#联络通道及泵房冻结工程为背景,开展冻土物理力学性能试验及冻结壁安全性评价。通过试验得到-5℃、-10℃以及-15℃条件下粉质黏土及粉细砂冻土单轴抗压应力-应变曲线,以及-10℃温度下粉质黏土及粉细砂冻土抗折强度。-10℃温度下,粉质粘土单轴抗压强度平均值为2.63 MPa,弹性模量平均值为82.93 MPa,抗折强度平均值为2.384 MPa;-10℃温度下,粉细砂单轴抗压强度平均值为3.22 MPa,弹性模量平均值为49.3 MPa,抗折强度平均值为2.048 MPa。利用ANSYS软件,结合冻土物理力学性能参数,模拟得到联络通道段及泵房冻结壁的第一主应力、剪应力以及位移。联络通道开挖后,冻结壁安全系数满足要求,能够保证联络通道暗挖施工过程的安全性和可靠性。

以上海市某地铁隧道下穿既有车站工程为背景,针对冻结参数选取、冻结壁承载力计算方法、冻胀量计算等方面进行论述。冻结壁承载力计算采用了数值模拟和结构力学模型计算两种方法;冻胀量计算采用三维热固耦合计算模型,分别计算了温度场和冻胀引起的周围土体和上部车站结构变形。该工程设计参数得到了工程实践验证,对类似大体量冻结工程的设计和施工具有指导意义。

冻土相关的物理力学参数是采用冻结法设计和施工的重要依据。为填补福州地区该类参数的空白,研究通过对福州地铁8种典型地层进行冻土物理力学试验,获得了这些地层的冻土物理力学参数。此外,通过对比发现冻土的物理力学参数与常规土工试验成果之间存在着对应关系,如第四系土层的比热、冻胀率、冻胀力等参数与含水量呈正比关系型,而与渗透系数、压缩模量之间呈反比关系。第四系土层的导热系数、冻结温度、冻土抗剪强度指标等参数与土的含水量呈反比关系型,而与渗透系数、压缩模量之间呈正比关系。处于原位风化的砂土状强风化花岗岩地层的导热系数、抗折强度明显优于第四系风化地层,而冻结温度、抗剪强度指标则无明显差异性特征。

对上海轨道交通某站区间联络通道深埋泵站冻结施工参数进行调整,通过有限元法验算,以确保对泵站进行冻结施工过程达到合理的安全系数。对冻土帷幕厚度、不同位置冻结帷幕平均温度、卸压孔压力变化以及探孔情况等内容进行监测研究,检验冻结帷幕设计的合理性,最终对冻结帷幕的冻结效果进行评价。

在地铁建设冻结法施工中,冻胀会造成冻结管断裂、路面上拱、周围建筑物移位和破坏等。本人通过总结具体人工冻土工程经验,并结合本人实验数据,得出一般性粘土在冻胀过程不同应力下的冻胀率,为以后人工冻土工程提供一定的参考。

通过对哈尔滨市地铁烟厂站—工程大学明挖段区间地表沉降的监测,分析了影响地铁地表安全的主要因素,总结出了扩挖施工引起地表沉降的横向和纵向分布规律,同时验证了扩挖施工的合理性。研究成果表明,冻融现象、支护方式、地面车流量、开挖方式是影响地表沉降的主要因素。从监测结果来看,地表的沉降基本在报警值以内,在特殊路段出现险情后,抢救措施是有效的。