地层冻结技术40年_陈湘生
围岩压力的影响因素
围岩压力的影响因素作者：马云峰来源：《科技与创新》2014年第17期摘要：围岩在硐室开挖的过程中起到了一定的承载作用，它的受力形式复杂多样，相应的确定方法也各有不同。
其破坏形式和破坏特点主要取决于岩体的结构特征。
关键词：岩体；硐室；围岩；支护中图分类号：U451.2 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）17-0004-01围岩的破坏形式主要有两种，分别是脆性破坏和塑性破坏。
脆性围岩变形和破坏的形式主要取决于围岩的结构，一般有弯折内鼓、张裂塌落、劈裂剥落、剪切滑移、碎裂松动和岩爆等类型；塑性围岩在应力重分布和水的作用下，变形和破坏的主要类型包括塑性挤出、膨胀内鼓、塑流涌出、重力坍塌等。
围岩的结构形式不同，其分析方法也不同。
1 围岩压力类型硐室开挖破坏了围岩的应力平衡状态，导致围岩变形甚至遭到破坏。
为了保障硐室的稳定、安全，必须采取支护措施来阻止围岩的变形和破坏。
这样，支护结构与围岩之间就会产生相互作用，围岩作用于支护结构上的力就是围岩压力。
围岩压力可以分为垂直压力、水平压力和底部压力。
在采矿工程中，围岩应力和围岩压力都被称为矿山压力。
广义的围岩压力包括变形压力、松动压力、膨胀压力、冲击和撞击压力。
1.1 变形压力变形压力被称为“变形围岩压力”，是由于围岩的变形受到支护的抑制而产生的围岩压力。
变形压力的大小与原岩应力的大小、岩体的力学性质、支护的结构刚度和支护时间等因素有关。
一般使用弹塑性、黏弹塑性原理对变形压力进行分析，包括解析法和数值分析方法。
1.2 松动压力松动压力包括塌落围岩压力和块体滑落围岩压力，是由于硐室开挖而导致围岩松动或塌落，并以重力形式直接作用在支护上形成的围岩压力。
因此，较大块体的稳定性问题可以采用块体理论进行分析，塌落岩体形成的围岩压力可以采用普氏理论、泰沙基理论、有关规范的围岩压力计算公式等进行分析。
1.3 膨胀压力岩体具有吸水、膨胀、崩解的特性，由此引起的围岩压力被称为“膨胀压力”。
冻结法在地铁车站地墙接缝加固中的应用
冻结法在地铁车站地墙接缝加固中的应用地铁车站在地墙接縫加固的施工对于地铁整个建设的安全性非常重要，目前在施工中采用的主要方法是冻结法，本文针对施工中的施工特点以及冻结法的施工工艺进行了详细的分析，供相关的技术人员和管理人员参考。
标签：冻结法；地铁车站；接缝加固一、前言地铁车站在地墙施工的过程中，常常的会使用冻结法进行加固，目的是保证地铁车站的安全性，无疑采冷冻法有诸多的好处，但是在施工的过程中也需要注意很多问题，本文针对该问题进行了详细的分析。
二、井壁受到复杂外力作用由于粘土层的物理性质为遇水膨胀，受冻膨胀，暴露时间愈长膨胀体积愈大，冻结状态下强度不如砂层高，但蠕变变形大，使得粘土层段外壁受的压力增长快，数值大。
此外，砂层和粘土层交接处是应力和压力突变区，井壁受力最为不利。
当井筒施工由砂层进入到粘土层中时，井壁就会受到剪切、弯曲及径向压力等复杂外力的作用，使井壁容易产生破坏。
1.冻结时间短，井帮温度不均匀：井筒掘进到130m时，仅冻结100天，同时由于辅助孔的影响，局部井帮温度过低，致使井帮四周粘土层冻结壁蠕变变形能力不一致，使得外壁所受荷载不均匀，造成井壁容易破坏。
2.供冷量不足，冻土融化：由于井帮温度不同，而混凝土入模温度及硬化过程中产生的水化热是均匀一致的，因此使井帮冻土融化范围产生差异；由于冻结冷量不足，仅能维持冻结壁自身平衡和缓慢扩展，不能满足井帮融化土再次冻结所需的冷量，造成井壁不同位置所承受由融土自重产生的压力不同，在井壁薄弱部位出现裂纹或裂隙。
3.掘进速度过快，掘进段高大：井筒掘进速度过快，导致冻结时间过短，冻结跟不上掘进的需要。
另外，掘进段高也偏大，段高为4m。
而较大的掘进段高只有在冻结壁状态良好，井帮温度较低的情况下才适应。
三、冻结孔布置及制冷设计1.冻结孔的布置：根据冻结帷幕设计及旁通道的结构，冻结孔按上仰、近水平、下俯三种角度布置在旁通道和泵站的四周；在通道下部布置一排冻结孔，加强通道冻结效果，把泵站和通道分为两个独立的冻结区域，按施工图纸布置冻结孔。
国内外冻土冻涨融沉的研究现状分析
国内外冻土冻涨融沉的研究现状分析[摘要]多年冻土地区道路使用状况来看，所面临的直接且严重的问题则是冻土路基融沉。
本文介绍国内外冻土冻涨融沉的研究现状，从国外国内两方面分析，并将历史分析过程从理论的确立到试验分析再到计算，试验概念的确立至数据分析结果的转变。
【关键字】冻胀融沉；现状分析；融沉量计算1、前言我国的冻土工作者就此已经开展了一系列的研究工作，取得了一定的成果，但由于冻土问题的复杂性以及国内外研究现状，这些工作很多还处于初步阶段，为进一步研究冻土冻胀融沉特性，认清国内外对冻土冻涨融沉的研究现状分析显着有必要。
2、早起国外冻土冻涨融沉的研究早在17世纪后期，人们就已经注意到冻胀现象，但是直到20世纪，人们才逐渐认识到水分迁移作用是导致土体冻胀的主要根源。
Everett首先提出了第一冻胀理论即毛细理论。
然而，毛细理论却不能解释不连续冰透镜是如何形成的，并且该理论低估了细颗粒土中的冻胀压力。
认识到毛细理论的不足之处，Miller 提出在冻结锋面和最暖冰透镜底面存在一个低含水量、低导湿率和无冻胀的带，称为冻结缘。
冻结缘理论克服了毛细理论的不足，称为第二冻胀理论。
3、简化的冻结缘未冻水流模式的建立Akagawa提出了静态冻胀控制理论并通过试验予以验证；美国学者Virgil J.Lunardinj研究了地面温度线性增高情况下冻土融化，牛曼解使用了当量地面温度，对总的冻结、融化深度给出可信结果，但对中间过程预报误差较大；中国的徐学祖提出了分析解，并与牛曼解预报结果作了对比，指出当斯蒂芬数增大时，融化带随时间的变化呈非线性增大；日本学者T.Ono设计研制了一套采用激光传感器监测侧向变形的三轴冻融试验装置，可附加不同的侧限应力条件，并在此基础上研究了不同应力条件下冻结过程中的胀缩变形，观测到瞬间变形的过程；日本学者Yoshikj Miyata基于水分迁移、热量输运和机械能平衡方程提出宏观冻胀理论；T.Ishizakj开展了冻融作用对文物破坏的研究，采用摄像系统对冰分凝及破坏过程进行动态监测，提出了简化的冻结缘未冻水流模式。
冻结法
冻结法在地铁中的应用甄精莲1郑有才2段仲源3 贾瑞晨4（1,3,4南华大学城市建设学院421001 , 2湖南地勘局409队425000）摘要：通过对某地铁施工进行监测，分析冻结法隧道施工过程中土层温度、荷载与沉降的关系。
关键词：监测，冻结，沉降Application of the ground freezing method in the subwayZhen jinglian(Nanhua University city construction college 421001),Zheng youcai(Geological perambulation office 409team of Hunan 425000) ,Duan zhongyuan, Jia ruichen (Nanhua University city construction college 421001)Abstract:Appling freezing method to construct the subway should investigate the relationship among temperature, load and Settlement by monitoring.Key words: Monitoring, Freezing , Settlement1 引言人工制冷技术的发展，推动了工程冻结法的发展。
1862年在英国南威尔士建筑施工中首次使用冻结法加固土壤；我国首次于1955年在开滦林西风井采用冻结法凿井并获得成功。
此后，我国冻结法主要应用于不稳定含水地层里的凿井工程。
随着我国地下工程的增多，冻结工法逐渐由矿井建设工程向岩土工程领域推广应用，如市政工程、隧道及地铁工程等。
2 工程概况某市轨道交通折返线斜穿公路和一座立交桥，附近有商贸城和其他建筑商铺。
由于该区段道路两侧地下管线纵横交错，数目较多，上面的公路又是重要交通干道，交通繁忙，不能封路施工。
立井井筒冻结工程冻土发展计算方法的初探
1202023年11月上 第21期 总第417期油气、地矿、电力设备管理与技术China Science & Technology Overview1 冻土发展计算分析由于地下冻结工程的不可见性，难以通过观察、测量等直观手段获得数据。
虽然有水文孔冒水报道主要含水层冻结交圈这一手段，但在实际施工过程中，根据测温孔温度数据，通过计算、分析得到冻土发展速度和冻结壁厚度等参数是比较科学实用的手段[1]。
现场施工数据来源单一，具有局限性，地质条件多样化，复杂的理论公式常常“水土不服”，施工中多采用经验公式进行计算分析。
主要以煤矿立井井筒冻结施工作为研究对象，以巴彦高勒西翼回风立井井筒冻结施工中的冻土发展计算、分析为例进行阐述。
1.1工程概况巴彦高勒矿井位于内蒙古鄂尔多斯市乌审旗呼吉尔特矿区南部，矿井设计生产能力为4.0Mt/a，采用立井开拓，矿井工业场地内布置有主、副、回风立井3个井筒，矿井前期采用中央并列式通风方式。
为满足矿井分区通风要求，新增建设西翼回风立井，井筒设计深度695m，井筒穿过第四系、白垩系下统志丹群组、侏罗系中统安定组、直罗组、延安组等地层。
井筒上部（339m 以上）设计采用冻结法施工，井筒下部采用普通法施工[2]。
1.2 井筒地质水文特征1.2.1 井筒区域地质特征井筒区域地层自上而下有第四系（Q）、白垩系下统志丹群（K1zh）、侏罗系中统安定组（J2a）、侏罗系中统直罗组（J2z）、侏罗系中统延安组（J2y）。
具体地层情况如下。
第四系岩性上部为土黄色风积沙，向下为浅灰色细砂、中砂，砂质疏松，钻孔揭露深度为0～107.59m，厚度为107.59m，以细砂、中砂为主，呈松散状，与下部地层不整合接触。
白垩系岩性为砖红色细砂岩，砖红色、棕红色中砂岩，砖红色、棕红色泥质砂岩，钻孔揭露深度为107.59～279.80m，厚度为172.21m，白垩系志丹群顶部107.59～115.49m 岩石风化严重，以下至279.80m 岩石质软，易风化，与下部地层呈不整合接触[3]。
人工冻土物理力学性能试验 第7部分人工冻土三轴剪切蠕变试验方法
下列标准包含的条文， 通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时， 所示版本均为 有效。所有标准都会被修订， 使用本标准的各方应探讨、 使用下列标准最新版本的可能性。 Ｍ ／ ５３１ ． 人工冻土物理力学性能试验 第 １ Ｔ Ｔ ９ 部分： 人工冻土试验取样及试样制备方法 Ｍ ／ ５３４ ． 人工冻土物理力学性能试验 第 ４ Ｔ Ｔ ９ 部分： 人工冻土单轴抗压强度试验方法 Ｍ ／ ５３５ ． 人工冻土物理力学性能试验 第５ Ｔ Ｔ ９ 部分： 人工冻土三轴剪切强度试验方法 Ｍ ／ ５３６ ． 人工冻土物理力学性能试验 第 ６ Ｔ Ｔ ９ 部分： 人工冻土单轴压缩蠕变试验方法
８ 计算
８１ 应变计算 ． ８１１ 轴向 ．． 应变计算
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４４ 冷却及温控设备等。 ． ４５ 含水量、 ． 密度测试装置等。
５ 试样
５１ 采用负温原状土试样或负温重塑土试样， ． 其制备方法按ＭＴ Ｔ ３１ ．． 和６２３ ／ ５ ． ２２ ．． 的规定进 ９ 之６
行口
５２ 规格应与 Ｍ ／ ５３５ ． Ｔ Ｔ ． 所采用的试样规格一致。 ９ 中华人民共和国煤炭工业部 １ ９ 一 ２ ０ 批准 ９ ６ １ 一３
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式中： 。 试样总平均径向应变； ： — △ — 试样径向总平均变化量， ｍ； Ｄ ｍ
陈湘生：再说地层冻结法
1.概述 Overview (Cont.)
• 带领全球的中国地层冻结 Ground Greezing in Mainland China ——Leading the global
截至2019年年底，中国大陆地区利用地层冻结法完成凿井 约790个，总里程约180km；最大冻结深度达到955m。完 成市政工程冻结项目98个（其中地铁工程超过70个），最 长水平冻结长度到达147m。各项指标领先全球。
The related strata distribution, stage (air ball?), aquifer location and hydraulic connection, Flow velocity and direction, salt concentration in the soil, aquiclude, the basic mechanical properties of soil, specific heat and thermal conductivity, the latent heat, freezing temperature, etc
3. 人工冻土力学参数试验注意事项
The main points for tests of artificial frozen soil mechanical properties
4. 地层冻胀融沉问题及对策
The countermeasure to ground freezing heave and thaw settlement
于1883年在德国阿尔巴里德煤矿成功地采用冻结工法建造
103m深的竖井。我国第一次应用地层冻结法是1955年开滦
煤矿林西风井（直径5m，冻深105m）。
Ground freezing method (GFM) originated from natural freezing phenomenon. It was the first time in 1862 that GFM was used in Wales foundation pit after invention of steam compression refrigerator in1850 s. The German engineer, Poetch, proposed first the principle of GFM in 1880, and then this method was successfully used in sinking a shaft in depth of 103m in Germany's coal mine in 1883. It was in 1955 that GFM was used in sinking Linxi air shaft (dia. 5m and frozen depth of 105 m) in Kailuan Coal Mine first in China.
基于ＨＲＮｅｔ的高分辨率遥感影像道路提取方法
第４６卷 第４期２０２４年４月系统工程与电子技术ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＶｏｌ．４６ Ｎｏ．４Ａｐｒｉｌ２０２４文章编号：１００１ ５０６Ｘ（２０２４）０４ １１６７ ０７ 网址：ｗｗｗ．ｓｙｓ ｅｌｅ．ｃｏｍ收稿日期：２０２３０１１９；修回日期：２０２３０４０７；网络优先出版日期：２０２３０５１９。
网络优先出版地址：ｈｔｔｐ：∥ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／１１．２４２２．ＴＮ．２０２３０５１９．１３３６．００６．ｈｔｍｌ基金项目：自然资源部矿山地质灾害成灾机理与防控重点实验室项目（２０２２ ０８）；陕西省自然科学基础研究计划（２０２３ ＪＣ ＱＮ ０２９９）；中央高校基本科研业务费（ＸＪＳ２２１３０７）资助课题 通讯作者．引用格式：陈雪梅，刘志恒，周绥平，等．基于ＨＲＮｅｔ的高分辨率遥感影像道路提取方法［Ｊ］．系统工程与电子技术，２０２４，４６（４）：１１６７ １１７３．犚犲犳犲狉犲狀犮犲犳狅狉犿犪狋：ＣＨＥＮＸＭ，ＬＩＵＺＨ，ＺＨＯＵＳＰ，ｅｔａｌ．Ｒｏａｄｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｆｒｏｍｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｍａｇｅｓｂａｓｅｄｏｎＨＲＮｅｔ［Ｊ］．ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０２４，４６（４）：１１６７ １１７３．基于犎犚犖犲狋的高分辨率遥感影像道路提取方法陈雪梅１，２，刘志恒１，２， ，周绥平１，余 航１，刘彦明１（１．西安电子科技大学空间科学与技术学院，陕西西安７１０１２６；２．自然资源部矿山地质灾害成灾机理与防控重点实验室，陕西西安７１００５４） 摘 要：高分辨率遥感影像中，传统的道路提取方法存在着精度低、鲁棒性低的问题，提出基于高分辨率网络（ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｎｅｔ，ＨＲＮｅｔ）实现高分辨率遥感影像道路分割。
对ＨＲＮｅｔ进行改进，将相同分辨率的ＨＲＮｅｔ子网的输出与输出层结果进行拼接并输入非局部块，两个损失函数Ｃｒｏｓｓ ｅｎｔｒｏｐｙＬｏｓｓ和ＤｉｃｅＬｏｓｓ用来解决道路数据集样本不平衡问题。