人工三圈管冻结模型试验及冻结方案研究

陈军浩^1,2，刘桐宇^1,2，李栋伟^1,2,3

1. 地下工程福建省高校重点实验室2. 福建工程学院土木工程学院3. 中国科学院寒区旱区与环境工程研究所冻土工程国家重点实验室

摘 要：为获得不同冻结条件下人工三圈管冻结壁温度场发展规律,以顾北矿冻结风井为工程背景,进行了室内三圈管冻结模型试验,研究了不同冻结参数对冻结壁温度场发展影响,结合有限元计算、现场测试手段,对模型试验结果加以对比分析。研究结果表明:冻结管环向开孔间距平均每增大0.1m,冻结壁交圈时间延迟4 d左右;内圈管圈径平均每增大1 m,井帮温度提高1.5℃左右;外圈管圈径平均每增加1 m,冻结壁有效厚度增加0.4 m左右;冻结壁平均温度主要受冻结孔环向、径向间距大小影响。在工程现场可以通过优化冻结管布置圈径与调整冻结孔间距大小等方式来减少一定量冻结孔个数,达到保证冻结效果的同时减少工程造价。

关键词：人工三圈管;冻结方案;温度场;模型试验;