基于组合赋权-灰色关联度法的冻结法凿井三圈管布置方案优化

王晓云，姚直书，纪文杰，黄献文，孟祥前

（安徽理工大学 土木建筑学院，安徽 淮南 232001）

人工冻结法是1种特殊的地层支护技术。通过循环低温制冷液的方式将地层中的热量带出，使土体中的水分冻结，形成冻土。冻土具有一定强度，可以作为矿井建设工程中的临时支护结构。大量试验结果表明[1-3]，冻土的力学特性受温度影响巨大，因此，有必要对冻结区域内的温度分布特性进行深入研究。蔡海兵等[4-5]的研究表明：冻结法施工过程中，冻结孔布置圈径、冻结孔间距、冻结孔数量及盐水温度等都将对冻结温度场产生巨大影响。因此，有必要针对不同冻结管布置特征下冻结区域内的温度分布特性进行深入研究，以保证冻结壁的稳定性。

为对冻结法施工地层中的温度分布特性研究，常用的研究方法主要包括：现场实测、模型试验和数值分析。焦华喆等[6]通过数值分析与现场实测相结合的方式研究了多圈孔布孔方式对冻结壁温度场发展的影响，同时证明了采用数值分析进行冻结温度场预测的合理性；胡坤等[7]以赵楼风井井筒为原型进行了多圈管冻结温度场相似模型试验，研究分析了井帮温度、冻结壁厚度和平均温度的变化情况。大量研究结果表明，在模型参数合理的情况下，通过数值分析的方式研究冻结管温度场分布特征是合理可行的，相较于现场实测和模型试验方法，具有研究参数多样化、初始投资少等优点。因此，采用ANSYS数值分析软件，通过调整冻结管的布置特征对冻结温度场进行研究。……