我国深立井冻结法凿井安全现状与思考

在收集大量相关文献基础上,深入分析了我国中东部和西部地区水文与工程地质特点和采用人工冻结凿井法施工深立井的安全现状及存在问题,认为对于中、东部地区,深冻结井冻结管断裂、井筒破坏、冻结壁冻融后井筒出水、井筒连接硐室失稳破坏等是威胁冻结井筒安全的主要危险源;西部地区则是对其特殊地层认识不足,在冻结壁形成规律、井壁结构设计理论、施工工艺等诸多方面缺乏深入研究和工程实践,导致井壁破裂、淹井等事故时有发生。最后,针对引起安全事故的原因,提出急待解决的关键技术及技术途径。     

超大直径立井井筒冻结壁形成与冷量过程控制

近年来,随着国家西部大开发,内蒙古鄂尔多斯地区已开工建设多个千万吨级以上大型矿井,为满足矿井生产能力的需要,对井筒净径的要求也在不断的加大。面对采用冻结法凿井施工,井筒掘进期间井帮温度的高低,势必对矿建施工带来相应的影响,本文通过鄂尔多斯纳林河二号矿井副井井筒冻结工程实践、测温资料、冻土扩展特性和冻结冷量过程调节的成功经验,提出了超大净径立井井筒冻结孔布置和冷量过程控制的相关技术方法,为类似地层并筒冻结施工提供参考。     

水泥改良对地层冻结温度场影响分析

针对目前对于水泥改良土地层冻结温度场研究较少的问题,基于福州地铁二号线某联络通道冻结工程,对该工程积极冻结期土体冻结温度场进行数值模拟,得到了水泥改良土地层在冻结过程中的温度分布规律与冻结壁发展规律,分析了不同截面和不同温度路径处的冻结效果差异;并通过改变土体参数,得到了土体冻结效果随水泥掺量变化规律。研究成果将为今后水泥改良土地层冻结工程提供参考和借鉴。     

基于邓肯-张的冻结粉质粘土本构模型试验研究

为研究冻结粉质粘土强度和变形特性,以沈阳地铁DK11+395联络通道处人工冻结粉质粘土为研究对象,通过冻土三轴剪切试验,研究了不同试验条件下冻结粉质粘土的强度和变形特性。试验结果表明：围压、温度和试件初始含水量是影响冻结粉质粘土强度和变形的主要因素。冻结粉质粘土偏应力-应变曲线呈应变硬化型,其破坏强度和切线弹性模量随围压和试件初始含水量的增加而增大,随温度的升高而减小,破坏偏应力比Rf取值在0.79~0.96之间。基于试验数据建立了以上述三因素为影响因子的冻结粉质粘土Duncan-Chang模型。通过回归分析,建立了模型参数a和b与围压、初始含水量和温度之间的线性回归公式。将依据模型计算的偏应力-应变曲线与对比试验曲线相比较,发现两者具有较好的吻合程度,说明建立的模型能够准确反映围压、初始含水量和温度等条件对冻结粉质粘土强度和变形的影响规律。上述研究成果为冻结粉质粘土强度和变形特性的研究提供了参考,为人工冻结法施工提供了指导,具有重要的理论意义和工程应用价值。     

Elastic behavior of saturated porous materials under undrained freezing

The elastic behavior of saturated porous materi- als under undrained freezing is investigated by using a poro- mechanical approach. Thermodynamic equilibria are used to describe the crystallization process of the partially frozen solution in bulk state and confined state in pores. By phase transition at freezing, fusion energy, thermal contraction of solid, solution and ice crystals, volume changes of crystallization build up remarkable pore pressure that induces expansion or shrinkage of solid matrix. Owing to the lower chemical potential when pore water mixes with salts, fewer ice forms in pores. Penetration of ice into the porous materials increases the capillary pressure, but limits effect on the pore liquid pressure and the strain of solid matrix. On the contrary, the pore pressure induced by solution density rises as salt concentration increases and causes significant shrinkage of solid matrix.     

Strangeness by Thermal Model Simulation at RHIC

The local temperature effect on strangeness enhancement in relativistic heavy ion collisions is discussed in the framework of the thermal model in which the K^＋ /h^＋ ratio becomes smaller with increasing freeze-out temperature. Considering that most strangeness particles of final-state particles are from the kaon meson, the temperature effect may play a role in strangeness production in hot dense matter where a slightly different temperature distribution in different areas could be produced by jet energy loss. This phenomenon is predicted by thermal model calculation at RHIC energy. The /Ф ratio in central Au＋Au collisions at 200GeV from the thermal model depends on the freeze-out temperature obviously when γs is different. It should be one of the reasons why strangeness enhancements of and Ф are different though they include two strange quarks. These results indicate that thermodynamics is an important factor for strangeness production and the strangeness enhancement phenomenon.     

超声辅助冷冻对湿面筋蛋白中可冻结水含量及冰晶粒度分布的影响

超声辅助食品冷冻过程是一种新的技术。本文通过对湿面筋蛋白中可冻结水含量及冰晶粒度分布的检测,研究超声辅助食品冷冻过程中冰结晶的热力学机制。用差示扫描量热仪测定了不同冷冻环境下湿面筋蛋白中可冻结水的含量,结果可见：超声辅助冷冻和液氮浸渍冷冻的湿面筋蛋白中可冻结水的含量比传统冷冻过程的高。用扫描电镜间接观察和分析了冷冻的湿面筋蛋白中冰晶的形状和粒度分布,表明适当的功率超声能加速湿面筋蛋白的冷冻过程;超声辅助和液氮浸渍冷冻的湿面筋蛋白中冰晶细小且分布均匀,可减少冷冻时对面筋蛋白网络结构的破坏。显示超声辅助冷冻是改善冷冻食品品质的实用技术。     

强电场中氢负离子光剥离电子的波包演化

根据半经典的Herman—Kluk冻结高斯近似方法,研究了强电场中氢负离子光剥离电子波包随时间的演化问题,计算了波包的自关联函数．研究表明,电子波包的回归时间随外场增大而减小,在固定场下随波包的初动量增大而增大．数值计算结果显示,该方法是一种研究外场中电子波包演化的有效方法．     

中央空调系统中表面式空气换热器冻结问题分析

由于系统设计及设备设计制作的失误,以及我们运行管理上的薄弱和对寒冷地区的气候特点考虑欠妥,在暖通空调系统中,有一个常被忽略的问题：就是零下温度的处理问题。特别是采用100%室外空气的新风系统。当室外气温降至0℃以下时,如进风或新风系统中未采取有效的防冻措施,则空气加热器中的水或蒸汽凝结水将会冻结。冻结的结果,轻则影响系统的正常运行,重则使加热器的盘管破裂,必须更新或修理。这将导致空调系统停止运行,影响用户的正常使用。以天津地区为例,已有多个建筑的空调系统发生过空气加热器冻裂事故。为了在今后的工作中正确解决这一问题,笔者认为对暖通空调系统中空气加热器冻结的实例及原因进行深入分析值得重视。     

冻融环境下岩体隧道水热耦合模型及数值分析

针对寒区日益增长的工程需要,以大型寒区岩体隧道工程为背景,基于综合传热传质理论,充分考虑岩体介质双重孔隙的结构特点及水热梯度共同作用下水分的迁移与转化,建立岩体冻融过程水热迁移的理论模型,应用Galerkin法导出了这一问题的有限元公式.并以寒区大阪山隧道出口段k106+025处围岩为对象,在空间域内采用有限元网格划分,而在时间域内用有限差分网格划分的混合解法进行有限元计算,分析温度场和水分场变化规律.模拟结果与现有研究成果和工程经验类似,可验证模型的合理性,并为寒区冻融环境下岩体工程的安全性与稳定性分析提供一定的参考.