直线形单排管冻土帷幕平均温度计算

刘阳辉，洪泽群，韩延广

(1.同济大学 地下建筑与工程系，上海 200092; 2.同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092; 3.上海市隧道股份有限公司，上海 200232)

在人工地层冻结技术运用过程中，需要对冻土结构进行力学分析计算，此时通常假设冻土为均质介质，选用冻土帷幕平均温度所对应的物理力学参数作为均质假定下冻土结构材料参数。因此冻土帷幕的平均温度不仅仅是冻结效果的重要判据，也是确定冻土力学参数，进行冻土帷幕承载力评估的重要依据。

目前常用的平均温度求解方法有:积分法、等效截面法、经验公式法。积分法是利用已有的温度场解析公式，对冻土区域进行积分求解，直接求得平均温度。由于温度场的解析公式较为复杂，积分求解的难度较大，目前这一方法的研究较少。等效截面法是以冻结壁某一横截面的平均温度来代表整体冻结壁的平均温度，诸如笔者所提出的利用等效三角形法、等效梯形法、等效抛物弓或梯形-抛物弓叠合得到的特征截面处的平均温度来代替帷幕的平均温度[1-4]。单排管冻结平均温度等效计算的基础是巴霍尔金的温度场解析公式，因此计算准确性得到保证，但截面的选取和计算过程较为繁琐。经验法求解冻土帷幕的平均温度也是一种可行办法。陈文豹、汤志斌基于大量实测数据，给出了计算平均温度的“成冰公式”[5]，但该公式过于保守，适用性较差[6]，汪仁和等学者根据数值计算结果拟合出平均温度的计算公式[7]，笔者根据等效截面计算公式形式也给出了平均温度的经验公式[8]。……