人工地层冻结技术中,冻结帷幕平均温度是评估冻结效果与结构安全的核心参数。针对现有理论模型在-50℃深冷冻结工况下的适用性,通过模型试验与理论分析,对比了特鲁巴克模型、巴霍尔金模型、成冰公式及等效截面法等典型算法的预测精度。结果表明:成冰公式在常规及深冷工况下预测误差普遍低于8%,但冷媒流量低于3 m3/h时因热传导机制改变导致精度显著下降;巴霍尔金理论衍生模型(等效梯形法、等效三角形法等)因忽略相变潜热的时变效应,计算值较实测值系统偏低约25%。研究揭示了传统模型在深冷冻结中的适用性,研究成果为深冷冻结工程设计提供理论依据。
人工地层冻结技术中,冻结帷幕平均温度是评估冻结效果与结构安全的核心参数。针对现有理论模型在-50℃深冷冻结工况下的适用性,通过模型试验与理论分析,对比了特鲁巴克模型、巴霍尔金模型、成冰公式及等效截面法等典型算法的预测精度。结果表明:成冰公式在常规及深冷工况下预测误差普遍低于8%,但冷媒流量低于3 m3/h时因热传导机制改变导致精度显著下降;巴霍尔金理论衍生模型(等效梯形法、等效三角形法等)因忽略相变潜热的时变效应,计算值较实测值系统偏低约25%。研究揭示了传统模型在深冷冻结中的适用性,研究成果为深冷冻结工程设计提供理论依据。
人工地层冻结技术中,冻结帷幕平均温度是评估冻结效果与结构安全的核心参数。针对现有理论模型在-50℃深冷冻结工况下的适用性,通过模型试验与理论分析,对比了特鲁巴克模型、巴霍尔金模型、成冰公式及等效截面法等典型算法的预测精度。结果表明:成冰公式在常规及深冷工况下预测误差普遍低于8%,但冷媒流量低于3 m3/h时因热传导机制改变导致精度显著下降;巴霍尔金理论衍生模型(等效梯形法、等效三角形法等)因忽略相变潜热的时变效应,计算值较实测值系统偏低约25%。研究揭示了传统模型在深冷冻结中的适用性,研究成果为深冷冻结工程设计提供理论依据。
盾构隧道联络通道常采用-30℃盐水水平冻结矿山暗挖法施工技术,液氮冻结技术因液氮的漏气窒息特性不太适用于隧道内联络通道深冷冻结。为了提高冻土发展速度、增加单排孔冻结帷幕厚度并解决地层含盐量高、冰点低等问题,本文提出了一种新的联络通道深冷冻结技术方案:在已有的制冷设备能够把载冷剂制冷至-40~-60℃的基础上,采用一种新的载冷剂冰河冷媒替代传统的氯化钙水溶液作为载冷剂,选择一种适用于-70℃以上的09MnDG管材替代适用于-45℃以上的20#低碳钢管材作为冻结器的材料。通过在-45~-50℃供冷条件下理论分析冻土发展速度和发展半径,能够缩短联络通道积极冻结期和增大单排孔冻结帷幕厚度,且适用于含盐量高的地层。
盾构隧道联络通道常采用-30℃盐水水平冻结矿山暗挖法施工技术,液氮冻结技术因液氮的漏气窒息特性不太适用于隧道内联络通道深冷冻结。为了提高冻土发展速度、增加单排孔冻结帷幕厚度并解决地层含盐量高、冰点低等问题,本文提出了一种新的联络通道深冷冻结技术方案:在已有的制冷设备能够把载冷剂制冷至-40~-60℃的基础上,采用一种新的载冷剂冰河冷媒替代传统的氯化钙水溶液作为载冷剂,选择一种适用于-70℃以上的09MnDG管材替代适用于-45℃以上的20#低碳钢管材作为冻结器的材料。通过在-45~-50℃供冷条件下理论分析冻土发展速度和发展半径,能够缩短联络通道积极冻结期和增大单排孔冻结帷幕厚度,且适用于含盐量高的地层。