大直径杯型冻土壁温度场数值分析

胡 俊 1, 2，杨 平 1 

（1.南京林业大学 土木工程学院，江苏 南京 210037；2.海南大学 土木建筑工程学院，海南 海口 570228） 

摘 要：结合南京地铁 10 号线过江隧道盾构始发工程，运用有限元软件建立三维数值模型，对大直径杯型冻土壁温度场的 发展与分布规律进行研究，分析不同因素对该温度场的影响规律，比较研究不同土层下该温度场的降温规律。数值计算表明： 在设计冻结方案下，杯型冻土帷幕厚度满足加固范围要求，开始交圈时间由早到迟依次为外圈管>中圈管>内圈管，形成闭合 大直径杯型冻结帷幕的时间为 12 d；冻结壁交圈时间随导热系数的增大而线性减小，随容积热容量和原始地温的增大而线性 增大，原始地温每升高 5 ℃，冻结壁交圈时间增加约 1 d；相变潜热变化对冻结初期和后期土体降温过程几乎没有影响；不 同土层降温速度由快到慢分别为砂土水泥土>黏土水泥土，砂土>黏土；砂土水泥土与砂土、黏土水泥土与黏土几乎同时达到 相变阶段；无论水泥改良与否，砂土总比黏土的开始交圈时间早 4 d。所得结果为今后类似工程设计提供了理论依据。 

关 键 词：大直径杯型冻土壁；盾构始发；温度场；数值模拟 

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