双排管冻结工程冻土导热系数反分析与温度场优化研究

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该文设计了冻结模型试验台,进行了双排管冻结物理模型试验,并给出了温度场的特征面:共主面和界主面的温度分布;其次根据模型试验测得的温度数据,建立了冻土导热系数反分析的数学模型,采用选择法和有限元法,根据最小二乘原理,求解了冻土导热系数反分析的导热反问题;最后根据涡北矿主井的工程条件,通过ANSYS有限元数值分析,对双排管冻结温度场的分布进行了优化研究,系统分析了双排冻结孔布置圈直径的改变在粘土层冻结壁形成过程中的影响作用.该文的主要结论有:1.冻土等效导热系数是反映土层在冻结过程中包括土中水分的相变潜热影响在内的综合导热能力的系数,在冻结工程设计中,把实验室中通过仪器测定的冻土导热系数折减10﹪~15﹪是可行的.2.双排冻结孔的布置应该充分发挥其冻结壁厚度和平均温度的作用,在其它条件满足要求时,应适当缩小内排冻结孔布置圈直径和增大外排冻结孔布置圈直径.
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