人工冻结温度场特性研究及导热系数门反分析-土木工程专业毕业论文.docx

万方数据 万方数据 摘要摘要 摘要 摘要 本文在一开始对一些有关于冻结施工的理论进行了系统的阐述，例 如人工冻结法、冻结温度场、冻土导热系数及反问题的一些相关理论。 然后运用以上理论，结合某某地铁具体的施工方案，对该地铁的冻结温 度场进行了实测分析。同时取该地铁隧道非常典型的5．4m淤泥质粉细砂 土层，对该土层进行试验，获取改土层的相关参数。在实验的基础上， 对土体的导热系数和土体分析进行了研究，并采用了目前国内外主流非 常有限元分析软件ANSYS，利用数值模拟方法对冻结温度场进行模拟和 分析。最后对地铁冻结施工中的冻结壁的发展做出了预测并给出了一些 合理化的建议。 导热系数是研究温度场的一个重要参数，对导热系数进行了实验， 得出了导热系数与干密度、含水率有关的结论，干密度、含水率是影响 最大的因素，人工冻结淤泥质粉细砂．10℃时的导热系数平均增长率约为 每0．1 g／cm3增长0．06W／m·K，人工冻结淤泥质粉细砂．1 0℃时导热系 数的平均增长率约为每增长5％的含水率导热系数增长O．04W／m·K。 在使用最小二乘理论的基础上，试验设置几个导热系数，并对其进行分 析和优化，最后的导热系数是对应于最低目标函数值为30．77，此时对应 的导热系数为1．35 W／m·K，导热系数对应的温度场模拟结果最接近实 测值。然后将此导热系数下的温度模拟值与实测温度值进行比较，得出 四个测温孔的温度模拟值与实测值相差不大，这就意味着试验的真实性 和反分析的可靠性。在文章最后运用ANSYS软件对5．4m层位的土体进 行温度、冻结壁厚度进行了模拟，并在该基础上做出了预测5．4m土层处 的交圈时间预测为第60天。 本文的研究成果为冻土的反分析提供了新的方法，也为地下冻结法 施工提供了经验参考，具有重要的研究意义和工程价值。 图[33】表【1 0】参【46】 关键词：冻结温度场，导热系数，反分析，试验，数值模拟 分类号：TU311 安散理工大学硕士学位论文 日 AbstractAbstract Abstract Abstract In this paper，a number of theories have begun to freeze construction on the system are described，for example，made of artificial freezing，freeze some of the temperature field theory，permafrost thermal conductivity and Inverse Problems．Then use the above theory，combined with a specific construction plan Guangzhou subway，the subway freezing temperature field were measured analysis．Very typical 5．4m mucky silty sand soil at the same time to take the subway tunnel，the soil test，soil parameters get changed． On an experimental basis，to change the soil thermal conductivity and inverse analysis were studied，and the use of the current domestic and international mainstream very finite element analysis software ANSYS， freezing temperature field simulation and analysis．Finally，subway construction freeze in the development of the frozen wall made a prediction and gives some reasonable suggestions． Thermal conductivity is an important parameter to study the temperature field of thermal conductivity carried out experiments，the thermal conductivity and dry density，moisture content of the relevant conclusions，dry density，moisture