人工地层冻结温度场形成规律研究

张鹏飞

（中铁四局集团有限公司，安徽 合肥 230000）

人工冻结法的实质：实际上就是利用人工制冷的技术能够临时改变各个岩土的性质来达到固结地层目的。在人工冻结过程中，人工冻土经常会采用盐溶液间接施工法，它的实质其实就是将盐溶液经过氨制冷后，在土体内埋设的管道中进行循环，吸收了土体产生的热量，不断的进行循环，一直达到土体冻结的目的为止。[1～5]

国内外许多学者，对此作出了一系列研究工作。例如，学者特鲁巴克[6]系统且详细的研究了单管冻结温度场的时空演变规律，冻结温度场理论由此被提出；中国矿业大学教授余力[7]在在学者特鲁巴克研究的基础上，简化了冻结问题，将复杂的三维问题转化成简单的二维问题考虑，得到了单圈管冻结温度场的形成规律；胡向东等[8]在考虑土层实际冻结温度的基础上做出修正。李述训[9]根据以往学者的实测资料，获得在二类边界条件下的解析解，及如何求出冻结管间平均温度和冻结壁厚度。

在冻结法凿井的施工过程中，冻结孔的布置方式有很多种，最常见的就是在与掘进隧道同心的圆周上均匀的布置冻结管[10～11]。

当冻结施工环境中，没有地下水的存在时，等距离的布置冻结管可以保证形成的冻结壁的强度比较均匀；但是，对于布置冻结管的数量的不同，冻结管的间距过大或者过小，都会影响冻结管的交圈，冻结管的间距不同，其交圈时间也相应改变，且形成的冻结壁的厚度也不同，冻结壁的强度也随之变化，因此，冻结管间距的不同，对冻结温度场的形成规律进行一系列研究，具有重要的工程意义。……