[讨论]冻结技术在隧道中利用 [复制链接]

冻结技术在隧道中利用 "G@E6{/  
冻结技术在地铁及隧道工程中的应用 b(1:w"wD  
htt ps://wenku.baidu.com/view/f5d04b59be23482fb4da4c0e.html?fr=sogou&_wkts_=1731563291765&needWelcomeRecommand=1 d96fjj~  
2011年毕业于中国矿业大学（北 京），获岩土工程学博士学位，主要从事矿山建设工程和城市地下工程方面的教学和研究工作。在人工地层冻结，地铁暗挖法施工方面取得多项创新性成果。主要包括：水平不均匀地压作用下立井井筒的设计计算，城市浅部多层不规则老采空区开发利用中的岩层稳定性问题，冻结法相似模型试验的冷源相似准则，冻土未冻水含量测试的试验技术与理论，冻土冻岩的基础热物理性质。 $-e=tWkgv  
htt ps://www.x-mol.com/university/faculty/286099 ~9bv Wd1D  
Zg2]GJP
 
北 京校区 ：位于首都北 京，地理位置优越，但校园面积较小，是在原有中国矿业大学研究生部基础上发展起来的，办学历史相对较短。 +dJ&tuL:S  
徐州校区 ：位于江苏省徐州市，校园占地面积较大，达到4400亩，是学校的主体校区，拥有较为完善的设施和丰富的教育资源。 N-xnenci  

监测报告——矿井竖井冻结法施工外井壁应力监测 Pj1K  
http s://bbs.yantuchina.com/read.php?tid=6391 :IP;FrcMP  
[求助]人工冻结技术h ttps://bbs.yantuchina.com/read.php?tid=6705 DK#65H'  
HJ2]Nz:   
地铁与人工冻结技术 }J'5EAp  
htt ps://bbs.yantuchina.com/read.php?tid=6841 0-;DN:>  

有序—无序相变 GqD!W8+  
h ttps://baike.baidu.com/item/%E6%9C%89%E5%BA%8F%E2%80%94%E6%97%A0%E5%BA%8F%E7%9B%B8%E5%8F%98/5851568?fr=ge_ala Py25k 0j!  
物质从一种相转变为另一种相的过程。物质系统中物理、化学性质完全相同，与其他部分具有明显分界面的均匀部分称为相。与固、液、气三态对应，物质有固相、液相、气相 m
<'xlF  
相变(英语:Phase Change)是指物质在外部参数(如:温度、压力、磁场等等)连续变化之下,从一种相(态)忽然变成另一种相,最常见的是冰变成水和水变成蒸气。 Q3O .<9S  
单相流体是指经过管子或设备时仅由一个液相或一个气相组成的流体。‌根据其物理状态，单相流体可以分为不可压缩流体（如液体）和可压缩流体（如气体） \gzwsT2&  
‌对流换热是指流动的流体与固体壁直接接触时，由于温度差异而发生的热量传递过程。‌这个过程既包括流体分子间的微观导热作用，也包括流体宏观位移的热对流作用，因此对流换热过程受到导热规律和流体流动规律的双重支配。‌ 'St= izhd  

‌雷诺数（Reynolds number）是一个无量纲数，用于表征流体流动的特性。‌它表示流体流动中惯性力与粘性力的比值，计算公式为Re = ρvd/μ，其中v、ρ、μ分别为流体的流速、密度与黏性系数，d为一特征长度。‌12 oaE3Aa  
|3@
]5f&  
‌雷诺数的物理意义在于区分流体的流动状态是层流还是湍流。‌当雷诺数较小时，粘滞力对流场的影响大于惯性力，流体流动稳定，为层流；反之，当雷诺数较大时，惯性力对流场的影响大于粘滞力，流体流动较不稳定，容易形成湍流。 Xu0*sQK  
=wc[r?7  
‌雷诺数的物理意义在于表示惯性力和粘性力量级的比值。‌它不仅用于判别流体的流动状态，还可以用来确定物体在流体中流动所受到的阻 力。雷诺数的大小直接影响流体的流动特性，较小的雷诺数意味着粘滞力影响显著，而较大的雷诺数则表明惯性力影响显著。 (>23[;.0  

‌普朗特数（Prandtl Number，简称Pr）是一个无量纲参数，用于表征流体流动中动量交换与热交换的相对重要性‌。它反映了温度边界层和流动边界层的关系，是流体力学中用于描述流体物理性质对对流传热过程影响的参数。‌12 9Lv`3J^~  
普朗特数的计算公式为： AM,@BnEcuT  
[ \text{Pr} = \frac{u}{导温系数\alpha} ] &EZ28k"x  
其中，u P oC*>R8  
u 是流体的运动粘度， @eR>?.:&  
αα 是导温系数。 AuSL?kZ4|Y  
普朗特数的物理意义在于，它表示动量扩散系数与热量扩散系数的比值，反映了流体在传热过程中的物理性质。不同种类的流体具有不同的普朗特数，通常根据其数值大小分为三类：高普朗特数流体（Pr > 10，如各种油类）、普通普朗特数流体（Pr = 0.7 ~ 10，如水和空气）、低普朗特数流体（Pr < 0.7，如液态金属）。 u2o6EU`  
导温系数，也称为热扩散率，是描述物体在加热或冷却过程中温度趋于均匀一致的能力的物理量‌。它的单位是平方米每秒（m&sup2;/s），表示物体在加热或冷却过程中温度趋于均匀一致的能力，相当于物体的蓄热能力。‌1 <.~j:GbsE  
导温系数的表达式为： I8e{%PK  
[ \alpha = \frac{\lambda}{\rho c} ] <^OGJ}G  
其中，( \lambda ) 是导热系数，( \rho ) 是密度，( c ) 是比热容。这个公式表明导温系数是导热系数与密度和比热容的乘积之比。 `
}s)0 /}6  
导温系数在非稳态导热过程中非常重要，因为它反映了物质热量扩散的能力。虽然导热系数仅说明物体传导热量的速度快慢，但导温系数则进一步描述了物体在非稳态过程中的温度变化情况。 ;p)gTQa  

普朗特数（Pr）是一个流体力学无因次（即无量纲）的标量，以德国力学家路德维希·普朗特的名字命名，它反映了流体中能量和动量迁移过程的相互影响，在热力计算中具有重要的作用。 9,g &EnvG  
ht tps://baike.baidu.com/item/%E6%99%AE%E6%9C%97%E7%89%B9%E6%95%B0/6867703?fr=ge_ala DY<Br;  
运动黏度，英文译名： Kinematic viscosity。 Huzw>
 
运动黏度即流体的动力粘度与同温度下该流体密度ρ之比。单位为(m^2)/s。用小写字母v表示。注：曾经沿用过的单位为St（斯）cSt（里斯）和(m^2)/s的进率关系为：1(m^2)/s=10^4St=10^6cSt。（其中“cSt”读作“厘斯”）将流动着的液体看作许多相互平行移动的液层， 各层速度不同，形成速度梯度(dv/dx)，这是流动的基本特征。 OT/*|Pn9  
ht tps://baike.baidu.com/item/%E8%BF%90%E5%8A%A8%E9%BB%8F%E5%BA%A6/5472926?fr=ge_ala U
,q ]  
盐水，常指海水或普通盐（NaCl）溶液。通常情况下海水中溶解的盐含量为35000mg/L（3.5%），其中包括20000mg/L的氯化物，主要是普通盐类，另外也存在其他种盐水，其中一些含溶解盐300000mg/L。 0].*eM  
ht tps://baike.baidu.com/item/%E7%9B%90%E6%B0%B4/8356295?fr=ge_ala s2s}5b3  

‌水头损失系数‌是指在水流通过管道或设备时，由于摩擦和阻 力等因素导致的能量损失的量化指标。它通常用于计算水流在管道中的能量损耗，帮助设计和优化水力系统。 wxPg*R+t  
计算方法 ih1s`CjG  
水头损失系数的计算通常she及以下几个参数： m,e1:Nk<  
‌流量（Q）‌：表示单位时间内流过管道的水量。 ^r=#HQGt  
‌管道过水断面面积（A）‌：管道内部的有效水流面积。 T8YqCT"EA<  
‌重力加速度（g）‌：通常取9.81 m/s&sup2;。 <PkDfMx2  
‌总水头（H0）‌：管道入口处的水头。 rS9*_-NH  
‌上下游水头差（H）‌：表示水流通过管道前后的水头变化。 gDnG!i+  
‌沿程水头损失系数（λ）‌：反映管道摩擦损失的系数。 g#=^U`y  
‌局部水头损失系数（ζ）‌：反映管道中局部阻 力（如弯头、阀门等）导致的能量损失。 |::kC3=  
‌管长（l）‌：水流通过管道的长度。 )|/t}|DIx  
‌管道直径（d）‌：管道的内径。 avls[Bq  
应用场景 z$p+l]  
水头损失系数广泛应用于各种水力系统的设计和优化中，包括： %@(6,^3%i  
‌给排水系统‌：计算水流通过管道的能量损耗，确bao系统高效运行。 ,<zZKR_  
‌水利工程‌：在设计灌溉系统、水电站等工程中，计算水流阻 力，优化水流路径。 Jg|3Wjq5  
‌工业冷却系统‌：在冷却水系统中，计算水头损失，确bao冷却效果并减少能耗。 f9u["e  
通过合理计算和应用水头损失系数，可以有效提高水力系统的效率和可靠性，减少能源消耗和维护成本。 PpN+q:(  

水力计算手册 水头损失h ttps://wenku.baidu.com/view/5a0bf1a8ccc789eb172ded630b1c59eef8c79adf.html?_wkts_=1731926896315&bdQuery=%E6%B0%B4%E5%A4%B4%E6%8D%9F%E5%A4%B1%E7%B3%BB%E6%95%B0 z8z U3?  
沿程水头损失 wK#UFOp  
h ttp://xxfb.mwr.cn/slbk/slx_hljhadlx/slx/202004/t20200409_1462935.html (nda!^f_s  
动量（Momentum）又称线性动量（Linear Momentum）。在经典力学中，动量（指国际单位制中的单位为kg·m/s ，量纲MLT⁻¹）表示为物体的质量和速度的乘积，是与物体的质量和速度相关的物理量，指的是运动物体的作用效果。动量也是矢量，它的方向与速度的方向相同。 -ZihEyG?V  
htt ps://baike.baidu.com/item/%E5%8A%A8%E9%87%8F/168287?fr=ge_ala }aX).u  
B0Z*YsbXL  

冻结器是科技术语，指安放在冻结孔内，由冻结管、供液管、回液管等组成的，用着循环冷媒剂与地层进行热交换的，带有底锥的金属管（《煤矿科技术语 井巷工程》之3.7）。 iTwb#Q=  
ht tps://baike.baidu.com/item/%E5%86%BB%E7%BB%93%E5%99%A8/5527149?fr=ge_ala =YOq0  
冲量(impulse)。在经典力学里，物体所受合外力的冲量等于它的动量的增量（即末动量减去初动量），叫做动量定理。和动量是状态量不同，冲量是一个过程量。 一个恒力的冲量指的是这个力与其作用时间的乘积。冲量表述了对质点作用一段时间的积累效应的物理量，是改变质点机械运动状态的原因。ht tps://baike.baidu.com/item/%E5%86%B2%E9%87%8F/1351292?fr=ge_ala >-0Rq[)  
&M&*3  
‌努赛尔数（Nusselt number）‌，也称为Nu数，是一个无量纲数，用于表示对流传热与导热的比值。它以德国物理学家威廉·努塞尔特（Wilhelm Nusselt）的名字命名，以纪念其在该领域的研究贡献。‌12 Z<@0~t_:?p  
定义和计算方法 xo a1='  
努赛尔数是跨越边界的对流热量与传导热量的比率。其计算公式为： !%?O`+r  
[ Nu = \frac{h \cdot L}{k} ] b<n*wH  
其中，( h ) 是对流换热系数，( L ) 是传热面的几何特征长度（如管式换热器中的管半径或直径），( k ) 是流体的热导率。 $mgW|TBXCQ  
导热一般指传导性传热。 物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子、及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递称为传导性传热（heat conduction），简称导热。 lvY[E9I0  
‌对流热量‌是指通过流体的宏观运动，流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混所引起的热量传递过程。对流热量传递是传热的三种基本方式之一，其他两种方式是热传导和热辐射‌12。 e?,n>  
‌传导热量‌是指热量通过物体内部的微观粒子（如分子、原子或自由电子）的直接接触和振动、碰撞来传递的过程。这种传热方式主要发生在固体中，但在液体和气体中也会发生，但通常伴随着对流等其他传热方式‌ C[6} 8J|  
@j=:V!g2O  

‌热扩散率‌（thermal diffusivity）是描述热量在物质中传播速度的物理量，单位是平方米每秒（m&sup2;/s）。它是热导率（λ）与比热容（c）和密度（ρ）的乘积之比，公式表示为：‌12 b/wpk~qi  
α=kρc ,_2-Op
  
α= ρck (_T{Z>C/J  
其中，α IH]9%d)  
α 是热扩散率，kk 是热导率，ρρ 是密度，c >STtX6h  
c 是比热容。热扩散率反映了物质热量扩散的能力，即热量在物质中传播的速度。 a.Ho>(V/4  
力学的一个分支，主要研究在各种力的作用下，流体本身的静止状态和运动状态以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动规律。 &Y]'
:gJ  
ht tps://baike.baidu.com/item/%E6%B5%81%E4%BD%93%E5%8A%9B%E5%AD%A6/620604?fr=ge_ala %6UF%dbYH`  
传热学（heat transfer），是研究热量传递规律的科学，是研究由温差（temperature difference）引起的热能传递规律的科学。大约在上世纪30年代，传热学形成了独立的学科。 (l{
vlFWd  
ht tps://baike.baidu.com/item/%E4%BC%A0%E7%83%AD%E5%AD%A6/357167?fr=ge_ala fB+L%+mr8  

液体的粘滞系数又称为内摩擦系数或粘度。是描述液体内摩擦力性质的一个重要物理量。它表征液体反抗形变的能力，只有在液体内存在相对运动时才表现出来。粘滞系数除了因材料而异之外还比较敏感的依赖温度，液体的粘滞系数随着温度升高而减少，气体则反之，大体上按正比于 的规律增长．在国际单位制中粘滞系数的单位为帕秒（Pas）在CGS单位制中为泊（poise）符号为P 。研究和测定液体的粘滞系数，不仅在材料科学研究方面，而且在工程技术以及其他领域有很重要的作用。 O:BdZ5 b  
h ttps://baike.baidu.com/item/%E7%B2%98%E6%BB%9E%E7%B3%BB%E6%95%B0/2508697?fr=ge_ala 74^v('-2  

冷媒温度和渗流速度对富水砂层冻结温度场的影响规律研究 OM0r*<D"!  
ht tps://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI1NDkwNzY3Ng==&mid=2247520905&idx=1&sn=36b07306b20ff7fca16704cc3fe075fc&chksm=eb1c80e7ff0a8e9af21307b9b20ca1447d8560d70a172e72d31cfe1f2b7b33582ad652b70ce3&scene=27 avq$aq(3&  
地下水渗流条件下深立井多圈管冻结方案优化研究 `sqr>QD  
h ttps://wap.cnki.net/touch/web/Dissertation/Article/1018182778.nh.html 0#OyT'~V%