E837-流水作用下冻结壁温度场发展规律 下载积分：150　资料编号： E837

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摘  要

论文通过理论分析、数值模拟和现场实测三种方法，对流水作用下冻结壁温度场发展规律及温度场影响因素进行了较为深入的研究。首先，对渗流场与冻结温度场两场耦合作用，土体的热物理指标及影响冻结温度场的主要因素进行了理论分析，并给出了流水作用下冻结温度场的数学模型。并选择冻结壁平均厚度和冻结壁平均温度为指标，通过数值模拟，分析了每个影响因素的变化对冻结壁平均厚度和冻结壁平均温度的影响；找出了影响冻结壁平均厚度和冻结壁平均温度的显著因素, 并通过方差分析检验分析结果的正确性；根据南宁市轨道交通1号线现场实测数据，对不同测温孔所获得的温度进行分析，得出流水的存在对温度场产生了显著影响的重要结论。

关键词：渗流场；温度场；两场耦合；数值模拟；现场实测

 目  录

第一部分  流水作用下冻结壁温度场发展规律

第1章 前言 1

1.1 问题的提出 1

1.2.1 无流水作用下冻结温度场的研究发展 2

1.2.2 有流水作用下冻结温度场发展的研究 7

1.3 课题研究的意义 9

1.4 课题研究内容和技术路线 9

第2章 渗流场、冻结温度场基本理论 10

2.1 地层渗流场理论 10

2.2 冻结温度场理论 11

2.3 渗流地层人工冻结渗流场和温度场的耦合分析[60] 16

2.3.1 渗流微分方程 16

2.3.2 传热能量微分方程 16

2.3.3 定解条件 16

2.3.4 渗流场与温度场的耦合分析 17

2.4 本章小结 18

第3章 流水作用下冻结壁温度场研究 19

3.1 影响冻结温度场的主要因素 19

3.1.1 岩土体的热物理参数 19

3.1.2 影响冻结温度场的主要因素 21

3.2 流水作用下冻结壁温度场数值模拟 22

3.2.1 有限单元法基本理论概述 22

3.2.2 COMSOL Multiphysics多物理场耦合有限元软件简介[70] 23

3.3 数值计算模型与计算方案 25

3.3.1 模型基本假定 25

3.3.2 数值计算模型 25

3.3.3 典型参数下的数值计算分析 25

3.3.4 单因素试验安排 27

3.3.5 正交试验安排 27

3.4 数值计算结果分析 28

3.4.1 典型参数下冻结温度场数值计算结果 28

3.4.2 冻结温度场单因素计算结果 35

3.4.3 冻结温度场正交试验结果 37

3.5 本章小结 41

第4章 流水作用下冻结壁温度场现场实测分析 42

4.1 工程概况 42

4.1.1 工程概述 42

4.1.2 地质条件 42

4.2 开仓期间冻结分析 43

4.2.1 冻结系统盐水循环情况 43

4.2.2 测温孔监测数据分析 43

4.3 第二次开仓前冻结分析 46

4.3.1 冻结系统盐水循环情况 46

4.3.2 测温孔开仓前和监测温度数据对比 47

4.3.3 测温孔修复冻结前后温度曲线对比 48

4.4 本章小结 51

第5章 主要结论及展望 52

参考文献 53

第二部分 外文翻译

翻译原文 56

中文译文 67

致谢 71

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