| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4-5页 |
| 1 绪论 | 第9-16页 |
| 1.1 选题背景及研究意义 | 第9-10页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第10-14页 |
| 1.2.1 低温条件下岩土物理性质研究现状 | 第10-12页 |
| 1.2.2 岩土的导热机制研究现状 | 第12-13页 |
| 1.2.3 低温条件下岩土材料温度变化数值模拟研究现状 | 第13-14页 |
| 1.3 本课题的研究方法及内容 | 第14-16页 |
| 2 新庄煤矿副立井基本地质特征 | 第16-23页 |
| 2.1 新庄煤矿副立井位置 | 第16页 |
| 2.2 新庄煤矿副立井不同地层的工程地质特征 | 第16-18页 |
| 2.2.1 土层组 | 第17页 |
| 2.2.2 岩组 | 第17-18页 |
| 2.3 井筒地质特征 | 第18-20页 |
| 2.4 新庄煤矿副立井水文地质特征 | 第20-21页 |
| 2.5 新庄煤矿副立井各个地层的温度场特征 | 第21-22页 |
| 2.6 本章小结 | 第22-23页 |
| 3 新庄煤矿副立井不同地层导热机制研究 | 第23-35页 |
| 3.1 影响不同地层的热物性的因素以及热传导机制 | 第23-24页 |
| 3.2 新庄煤矿各地层的热物理试验 | 第24-28页 |
| 3.2.1 试验方案 | 第24页 |
| 3.2.2 试验设备 | 第24页 |
| 3.2.3 试验步骤 | 第24-25页 |
| 3.2.4 导热系数测试试验结果 | 第25-26页 |
| 3.2.5 体积比热测试试验结果 | 第26-27页 |
| 3.2.6 热物理试验结果分析 | 第27-28页 |
| 3.3 新庄煤矿各地层微观试验分析 | 第28-32页 |
| 3.3.1 微观结构试验 | 第28-29页 |
| 3.3.2 微观结构试验结果分析 | 第29-30页 |
| 3.3.3 微观成分试验 | 第30-31页 |
| 3.3.4 不同地层微观成分试验结果分析 | 第31-32页 |
| 3.4 不同地层在不同状态下导热规律的因素与机制讨论 | 第32-34页 |
| 3.4.1 岩土材料微观属性对不同地层的导热规律的影响 | 第32页 |
| 3.4.2 岩土材料液相性质对不同地层冻结规律的影响 | 第32-33页 |
| 3.4.3 岩土材料温度对不同地层冻结规律的影响 | 第33页 |
| 3.4.4 岩土材料物理性质对不同地层冻结规律的影响 | 第33-34页 |
| 3.5 本章小结 | 第34-35页 |
| 4 新庄煤矿副立井地层冻结规律数值分析 | 第35-60页 |
| 4.1 不同代表层的冻融规律模拟软件 | 第35-36页 |
| 4.1.1 ANSYS计算软件简介 | 第35页 |
| 4.1.2 ANSYS热分析与相变问题 | 第35-36页 |
| 4.2 井筒冻结技术温度场数学模型 | 第36-38页 |
| 4.2.1 井筒开挖前的冻结温度场 | 第36-38页 |
| 4.2.2 井筒开挖后的冻结温度场 | 第38页 |
| 4.3 典型参数下冻融规律数值计算 | 第38-40页 |
| 4.3.1 模型基本假定 | 第39页 |
| 4.3.2 数值计算模型 | 第39-40页 |
| 4.3.3 初始条件和边界条件 | 第40页 |
| 4.4 不同含水率下单地层的冻结规律 | 第40-43页 |
| 4.4.1 冻结壁常温干燥状态下单地层冻结模拟 | 第40-41页 |
| 4.4.2 冻结壁常温下自然含水率状态代表层冻结模拟 | 第41-42页 |
| 4.4.3 冻结壁常温饱和含水率代表层冻结模拟 | 第42-43页 |
| 4.4.4 单层含水率模拟冻结规律小结 | 第43页 |
| 4.5 不同温度下单地层的冻结规律 | 第43-52页 |
| 4.5.1 地温状态下代表层冻结模拟 | 第44-45页 |
| 4.5.2 冻结壁温度 20℃时代表层冻结模拟 | 第45-46页 |
| 4.5.3 冻结壁温度 10℃时代表层冻结模拟 | 第46-47页 |
| 4.5.4 冻结壁温度 0℃时代表层冻结模拟 | 第47-48页 |
| 4.5.5 冻结壁温度 -10℃时代表层冻结模拟 | 第48-49页 |
| 4.5.6 冻结壁温度 -20℃时代表层冻结模拟 | 第49-51页 |
| 4.5.7 冻结壁温度-30℃时代表层冻结模拟 | 第51-52页 |
| 4.5.8 单层不同温度条件下模拟冻结速规律小结 | 第52页 |
| 4.6 不同含水率下层间冻结规律 | 第52-54页 |
| 4.6.1 常温干燥状态下层间冻结模拟 | 第52-53页 |
| 4.6.2 常温下自然含水率状态下层间冻结模拟 | 第53页 |
| 4.6.3 常温下饱和含水率状态下层间冻结模拟 | 第53-54页 |
| 4.6.4 不同地层不同含水率下冻结规律小结 | 第54页 |
| 4.7 不同温度下层间的冻结规律 | 第54-58页 |
| 4.7.1 地层温度下层间冻结模拟 | 第54页 |
| 4.7.2 冻结壁温度 20℃时代表层冻结模拟 | 第54-55页 |
| 4.7.3 冻结壁温度 10℃时代表层冻结模拟 | 第55-56页 |
| 4.7.4 冻结壁温度 0℃时代表层冻结模拟 | 第56页 |
| 4.7.5 冻结壁温度-10℃时代表层冻结模拟 | 第56-57页 |
| 4.7.6 冻结壁温度 -20℃时代表层冻结模拟 | 第57页 |
| 4.7.7 冻结壁温度-30℃时代表层冻结模拟 | 第57-58页 |
| 4.7.8 不同温度下层间的冻结规律小结 | 第58页 |
| 4.8 本章小结 | 第58-60页 |
| 5 新庄煤矿代表层冻结的现场实测研究 | 第60-69页 |
| 5.1 地层冻结现场监测方法 | 第60-61页 |
| 5.1.1 信息采集 | 第60-61页 |
| 5.1.2 信息处理 | 第61页 |
| 5.1.3 信息反馈 | 第61页 |
| 5.2 监测方案 | 第61-63页 |
| 5.2.1 测温孔各层位温度值 | 第61-62页 |
| 5.2.2 盐水去回温度及流量 | 第62-63页 |
| 5.2.3 各开挖段高的冻结壁温度 | 第63页 |
| 5.3 冻结工程现场实测冻结速率与分析 | 第63-68页 |
| 5.3.1 各个地层随时间变化各代表层的降温速率 | 第63-65页 |
| 5.3.2 各地层监测点监测各个地层代表层的降温速率 | 第65-68页 |
| 5.4 本章小结 | 第68-69页 |
| 6 结论与展望 | 第69-71页 |
| 6.1 结论 | 第69-70页 |
| 6.2 展望 | 第70-71页 |
| 致谢 | 第71-72页 |
| 参考文献 | 第72-78页 |
| 附录 | 第78页 |
