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　　【摘要】： 人工地層凍結法封水性好，能適應各種復雜的環境和地質條件，并具有良好的環保性能等優點，使其在隧道、地鐵、橋梁、基坑等工程中得到了廣泛應用。 本文在分析國內外凍結法在隧道、基坑等領域應用現狀的基礎上，以武漢長江隧道盾構豎井的支護為工程背景，研究在高水壓富水地層中如何以人工凍結土層為主體支護結構進行基坑支護。為此，結合勁性混凝土攪拌樁的原理，提出了以凍土壁為封水主體，同時在凍結地層中插入大型型鋼增加凍土壁強度的新型支護結構方案，為了獲得現場土層凍結后的抗剪強度，進行了室內凍土試樣的直剪試驗。論文研究的重點是對所建議的凍土復合支護結構，主要內容包括凍土的強度與型鋼的強度如何結合，復合凍土壁厚度的設計、復合后支護結構的強度檢驗、穩定性檢驗、凍結系統的設計及施工過程中的基坑監測等。目的是期望得到新型凍土復合支護結構的設計和施工方法，為今后人工地層凍結方法在基坑支護中的應用提供參考。 【關鍵詞】：人工地層凍結方法 凍土 深基坑 支護結構 抗剪強度
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TU753
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2007.084665
【目錄】：

• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 目錄8-11
• 1 緒論11-29
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國內外研究現狀12-15
• 1.2.1 人工地層凍結技術的國外研究現狀12-13
• 1.2.2 人工地層凍結技術的國內研究現狀13-15
• 1.3 人工地層凍結在國內外的應用現狀15-25
• 1.3.1 人工地層凍結在國外的應用現狀15-18
• 1.3.2 人工地層凍結在國內的應用現狀18-24
• 1.3.3 人工凍結法施工的特點、優勢及前景24-25
• 1.4 勁性水泥土攪拌樁在國內外的研究和應用現狀25-26
• 1.5 本文研究的目的及主要內容26-29
• 1.5.1 研究目的26-27
• 1.5.2 主要內容27-29
• 2 凍結土理論與人工地層凍結技術29-47
• 2.1 凍結土的基本物理性狀及其對凍結的影響29-33
• 2.1.1 凍土的定義29
• 2.1.2 凍結土的組成及結構29-30
• 2.1.3 土中水的物理性質及其與凍結的關系30-32
• 2.1.4 不穩定地層對凍結施工的影響32-33
• 2.2 凍土的物理力學特性33-38
• 2.2.1 凍土的熱物理性質33-34
• 2.2.2 土的凍結實質及其特性變化34
• 2.2.3 凍土的強度34-36
• 2.2.4 凍土的應力松弛36-38
• 2.2.5 凍土的應力應變關系38
• 2.2.6 凍土的彈性模量38
• 2.3 人工地層凍結施工技術38-47
• 2.3.1 凍結法施工概述38
• 2.3.2 凍結方法38-40
• 2.3.3 凍結施工工藝40-44
• 2.3.4 凍結法施工的設備和器材44
• 2.3.5 凍結施工監控44-45
• 2.3.6 凍結施工的適用條件及范圍45-47
• 3 基坑工程理論及凍結圍護結構47-57
• 3.1 基坑工程的特點、風險及監測47-48
• 3.1.1 基坑工程的特點47
• 3.1.2 基坑工程的監測47-48
• 3.2 與基坑支護有關的工程規范48
• 3.3 基坑支護的安全等級48-49
• 3.4 常用維護結構類型及特點分析49-52
• 3.4.1 深基坑支護結構的分類49-50
• 3.4.2 常用的深基坑支護結構方案50-52
• 3.4.3 SMW工法的結構形式及特點52
• 3.5 深基坑人工凍結圍護的理論基礎52-57
• 3.5.1 懸臂式圍護結構53-54
• 3.5.2 重力式圍護結構54-57
• 4 原狀凍土試樣抗剪強度的試驗57-77
• 4.1 引言57
• 4.2 試驗的目的、原理和試驗設備57-60
• 4.2.1 試驗目的57
• 4.2.2 試驗原理57-58
• 4.2.3 試驗設備58-60
• 4.3 試驗方法及試驗步驟60-62
• 4.3.1 試驗方法60
• 4.3.2 試驗步驟60-62
• 4.4 凍土直剪試驗62-76
• 4.4.1 土樣的選取62-63
• 4.4.2 試驗條件63-64
• 4.4.3 試驗結果分析64-76
• 4.5 本章小結76-77
• 5 勁性凍土復合支護結構的研究77-131
• 5.1 引言77
• 5.2 施工隧址區的工程地質和水文地質條件77-79
• 5.2.1 工程地質條件77-79
• 5.2.2 水文地質條件79
• 5.3 無支撐凍土復合支護結構的設計79-113
• 5.3.1 工程地質參數的選用79-81
• 5.3.2 凍土圍護結構上土壓力的計算81-83
• 5.3.3 圍護結構的設計83-89
• 5.3.4 深基坑支護方案89-90
• 5.3.5 勁性凍土墻的墻力設計90-94
• 5.3.6 勁性凍土墻的強度校核94-98
• 5.3.7 勁性凍土墻的穩定性校核98-107
• 5.3.8 勁性凍土墻的熱工設計107-113
• 5.4 有支撐凍土復合支護結構的設計113-129
• 5.4.1 單支撐支護結構設計計算113-117
• 5.4.2 單支撐支護勁性凍土墻的熱工設計計算117-120
• 5.4.3 雙支撐支護結構設計計算120-126
• 5.4.4 雙支撐支護勁性凍土墻的熱工設計計算126-129
• 5.5 凍結過程中地面、開挖面的保溫及基坑積水處理129
• 5.6 其它加固措施129
• 5.7 施工監測129
• 5.8 方案的比較129-131
• 6 結論與展望131-133
• 6.1 結論131-132
• 6.2 未盡工作及展望132-133
• 參考文獻133-138
• 作者簡歷138-140
• 學位論文數據集140