作者：王博^1,2, 刘志强^1,2, 孙方浩², 袁帅²

作者单位：1. 中国矿业大学 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏 徐州 221116;
2. 中国矿业大学力学与土木工程学院，江苏 徐州 221116

关键词：深厚表土;冻结法凿井;冻融土-结构相互作用;融沉附加力

摘要：

为进一步探索深厚表土层冻结法凿井井壁融沉附加力的作用规律，开展地层冻融过程井壁受力物理模拟试验，获得地层冻融温度场、井壁融沉附加力等的演化规律。试验结果表明：研制的试验平台可较好模拟实际冻结法凿井工程中冻结壁-井壁的一维冻融过程，模拟试验中井壁周围地层温度梯度变化范围在–70~140 ℃/m；在无荷载作用下，井壁融沉附加力主要产生在周围冻土的热融压缩阶段，融沉附加力的最大值接近土体自重应力水平的50%，可为我国应用冻结法进行深立井以及其他城市地下工程建设提供科学依据。

Experimental study on stress of shaft wall during surround soil freezing and thawing process
WANG Bo^1,2, LIU Zhiqiang^1,2, SUN Fanghao², YUAN Shuai²
1. State Key Laboratory for Geomechanics and Deep Underground Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China;
2. School of Mechanics and Civil Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China
Abstract: In order to further explore the effects of the thawing additional force of shaft lining in deep alluvium, physical model test of shaft lining stress during freezing and thawing process was carried out, the evolution law of freezing and thawing temperature field and additional force of shaft lining were discussed. The test results show that the developed test platform can be used to simulate the one-dimensional freezing thawing process in actual freezing sinking engineering, the variation range of temperature gradient around the shaft wall in model test is –70-140 ℃/m. Under no external load, the thawing additional force of shaft lining mainly occurs in the stage of thermal thawing compression of surrounding frozen soil, and the maximum value of the thawing additional force of shaft lining is close to 50% of the self weight stress level of the surrounding soil. These conclusions can provide a reference for applications of artificial freezing method in deep shaft and other urban underground engineering construction.
Keywords: deep alluvium;freezing sinking;forzen-thawed soil-structure interaction;thawing additional force
2021, 47(6):33-37  收稿日期: 2021-04-18;收到修改稿日期: 2021-05-20
基金项目: 国家自然科学基金项目(51874286)；城市地下空间工程北京市重点实验室开放基金(FRF-BD-19-004A)；广东水利电力职业技术学院创新强校(省一流高职)科学研究和社会服务能力建设重点自然科学项目(CY0604ZK06)
作者简介: 王博(1983-),男,河北承德市人,副教授,博士,主要从事冻结法凿井相关教学和科研工作
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