为确定在冻土冻结过程中冻结影响范围与冻结时间的关系,将人工冻土冻结过程拆分为土体表面的热散失和冻结管的冻结2个过程,并以热势能及热势能耗散过程中的平衡方程分析上述关系。为确定冻结管间距的合理取值,引入热势能理论并计算当量热阻,建立在多个冻结管影响下微元体的冻结时间方程,提出一种在多个冻结管作用下冻结影响范围与冻结时间的关系的计算方法及冻结管布置间距的确定方法。通过实例分析了人工冻土厚度的计算方法,以数值模拟方法比较了不同冻结管布置对冻结时间的影响。上述研究成果深化了人工冻土理论研究与实际应用之间的关系。
对冻土地区某变电站接地网设计了等间距地网和不等间距地网+均压带2种方案,经仿真计算,不等间距地网+均压带方案能满足安全运行要求。为解决土体及接地体热胀冷缩影响接地体的寿命,建议地下接地体设置伸缩节,伸缩节最大间距不大于30m。
为节约用地,方便管理,应尽可能减小拟建管道与已建管道的并行间距。但是,管道并行敷设的距离太近会对相邻管道的安全构成威胁。另外,过近的管道间距对于管道抢修也有影响。因此,合理确定两管道最小安全间距尤为重要。确定管道并行间距时应充分利用在役管道建设形成的管廊带。结合以往工程经验,经过调研、比选及论证认为,林区、多年冻土区并行敷设管道间距10 m较为合理。在施工中,确保管道爆破施工符合相关规范要求,综合应用先进的爆破器材和毫秒延时爆破技术可实现近距离(不小于10 m)在役管道爆破作业。随着项目的进展,应对控制爆破方案进行更加深入的研究,将不同间距下的施工、运行费用纳入技术经济比选范围,经综合分析后最终确定最为合理的并行间距及施工措施。
依托于某地铁车站盾构出洞水平冻结加固工程,利用经验证的模型和计算方法,研究了盐水温度、冻结管间距、冻结管直径和不同土层4大因素对杯型冻土壁温度场的影响。得出了各因素对杯型冻土壁温度场的影响规律:冻结管间距大小对冻结的影响,主要表现为第一阶段相邻冻结管交圈时间的快慢,进而影响整个冻土壁达到设计厚度所需的冻结时间;砂质粉土的温度下降速率比粉质黏土要快,在冻结中前期下降的速率更加明显,后期影响并不显著;单从冻结时间考虑,冻结管内盐水温度越低越好;冻结管直径的增大在冻结前期对土体温度下降速率的影响尤其明显。
在不偶合系数和光爆层厚度一定条件下，进行改变炮眼间距的系列试验，确定合理的炮眼密集系数。验证了不偶合装药和空气柱装药结构能改善光面爆破效果。得出的结论对冻土光面爆破的设计与施工具有一定的参考作用。