水泥改良對地層凍結(jié)溫度場影響分析

黃建華， 楊鹿鳴， 王蘊晨

(1.福建工程學(xué)院土木工程學(xué)院， 福州 350118； 2.地下工程福建省高校重點實驗室， 福州 350118)

地鐵聯(lián)絡(luò)通道建設(shè)是地鐵隧道工程的最后一步，也是最為關(guān)鍵的一步。在聯(lián)絡(luò)通道開挖前，若無采取有效的地層加固措施，其開挖引起的應(yīng)力釋放將可能顯著增大地鐵主隧道和聯(lián)絡(luò)通道上方地表的變形，嚴(yán)重危害工程及周邊環(huán)境安全。

人工凍結(jié)法是目前常用于地鐵聯(lián)絡(luò)通道工程的地層加固方法。其原理是利用人工制冷的方式，將低溫冷媒通過凍結(jié)管送入地層中，使地層中的水冷卻結(jié)冰，從而提高地層的強度和彈性模量，并通過凍結(jié)形成的杯型凍結(jié)壁將地下水與待開挖土體隔絕，起到支護(hù)和止水的雙重作用[1]。在針對凍結(jié)法的理論研究與施工設(shè)計中，可通過理論推導(dǎo)、數(shù)值模擬等方式對凍結(jié)過程中的土體溫度場進(jìn)行計算，并根據(jù)計算結(jié)果推算出凍結(jié)壁的發(fā)展情況，從而對凍結(jié)效果做出預(yù)測，對凍結(jié)方案進(jìn)行優(yōu)化。

由于地下工程交疊以及地層加固工法交叉使用情況的日益普遍，在水泥改良土地層中采用人工凍結(jié)法進(jìn)行二次加固的情況并不罕見[2]。部分工程采用凍結(jié)法加固的土體已非原狀土，而是臨近地下工程預(yù)加固過的水泥改良土；部分工程為抑制土體的凍脹變形，在采用凍結(jié)法加固地層前，預(yù)先使用水泥攪拌樁對地層土質(zhì)加以改良[3]。由于水泥改良提高了地層的初始溫度，降低了地層的含水率，改變了土體的礦物組成和熱物理參數(shù)，因此水泥改良土地層和原狀土地層中凍結(jié)溫度場的發(fā)展與分布規(guī)律存在著明顯差異。目前對于凍結(jié)溫度場的研究主要集中在原狀土地層[4-9]，而對水泥改良土地層凍結(jié)的情況研究較少[10-11]。為此，以福州地鐵2號線某聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)工程為背景，采用ABAQUS有限元軟件對該工程積極凍結(jié)期的凍結(jié)溫度場進(jìn)行計算，分析水泥改良土地層凍結(jié)溫度場的發(fā)展與分布規(guī)律，并探究凍結(jié)溫度場對水泥摻量變化的敏感性，為今后水泥改良土地層凍結(jié)工程提供參考和借鑒。

1 工程概況

1.1 工程與地質(zhì)概況

福州地鐵2號線某聯(lián)絡(luò)通道位于某主干道下方，埋深20 m，總長40.2 m，屬于超長聯(lián)絡(luò)通道。聯(lián)絡(luò)通道主體為寬3.76 m、高4.04 m的直墻拱型隧道，采用礦山法暗挖構(gòu)筑和復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，初支為鋼拱架及230 mm厚的噴射混凝土，二襯為400 mm 厚的模筑混凝土。聯(lián)絡(luò)通道左線位置上方為某機動車檢測公司地塊，右線位置上方為福州環(huán)城高速輔道邊部，均為交通繁忙地段，對施工產(chǎn)生的地表及周邊建筑變形控制要求嚴(yán)格。

聯(lián)絡(luò)通道所處地層自上而下的分布情況為雜填土、淤泥、黏土、淤泥質(zhì)土夾薄層砂、(泥質(zhì))中砂、強風(fēng)化花崗巖。各地層主要物理力學(xué)參數(shù)如表1所示。聯(lián)絡(luò)通道主體大部分位于淤泥質(zhì)土夾薄層砂中，該地層透水性較弱但含水率較高，強度較低且壓縮性較高，在此地層進(jìn)行聯(lián)絡(luò)通道開挖風(fēng)險較高，易發(fā)生失穩(wěn)、塌方等事故，并容易引起較大的地表和周邊建筑變形。因此在聯(lián)絡(luò)通道開挖前，需對其開挖斷面周邊一定范圍內(nèi)的土體進(jìn)行加固，以保證工程的安全進(jìn)行。

表1 地層主要物理力學(xué)參數(shù)

1.2 地層加固方案

該工程在初期采用水泥攪拌樁法加固地層，設(shè)計水泥摻量為20%。但由于福州地區(qū)位于濱海軟黏土地層，地下水量豐富且處于流動狀態(tài)，噴入土體中的水泥易被地下水帶走，導(dǎo)致水泥攪拌樁的成樁效果受到影響。在對水泥攪拌樁加固效果進(jìn)行探孔監(jiān)測時，出現(xiàn)了出水出砂現(xiàn)象，說明加固未達(dá)預(yù)期效果，無法滿足工程的穩(wěn)定性和止水性要求，遂改用人工凍結(jié)法進(jìn)行二次加固。

由于聯(lián)絡(luò)通道長度較大，擬采用隧道內(nèi)水平雙向凍結(jié)的方式加固待開挖土體，即在分別左右線盾構(gòu)隧道中安設(shè)凍結(jié)管，將聯(lián)絡(luò)通道外圍土體凍結(jié)形成具有一定強度、穩(wěn)定性和止水性的凍結(jié)壁。工程設(shè)計積極凍結(jié)期為65 d，要求積極凍結(jié)期末凍結(jié)壁厚度在喇叭口處≥1.8 m，在通道正常段≥2.1 m，凍結(jié)壁平均溫度≤-10 ℃。為使積極凍結(jié)期末凍結(jié)壁的各項參數(shù)滿足設(shè)計要求，在左右線隧道中近似對稱布設(shè)178根凍結(jié)管和22個測溫孔，其中右線凍結(jié)管和測溫孔平面位置如圖1所示。

W1～W11表示測溫孔圖1 凍結(jié)管與測溫孔平面布置Fig.1 Layout of freezing pipes and the thermometric holes

2 凍結(jié)溫度場數(shù)值模型

凍結(jié)過程中的土體溫度場是一個帶有內(nèi)熱源、相變、移動邊界的動態(tài)溫度場，其定解的求解屬于強非線性問題，可通過有限元方法加以解決。結(jié)合工程設(shè)計與具體工況，采用有ABAQUS有限元軟件對水泥改良土地層凍結(jié)溫度場進(jìn)行模擬。

2.1 模型幾何尺寸與網(wǎng)格劃分

采用實體單元模擬土體。在水平凍結(jié)工程中，凍結(jié)管與土體間的熱傳導(dǎo)主要發(fā)生在凍結(jié)管徑向，在凍結(jié)管軸向上十分微弱，凍結(jié)管徑向的溫度影響范圍約為凍結(jié)管布置圈半徑的5倍[2]。根據(jù)此特點，將土體模型x軸方向(凍結(jié)管軸向)取至左右線主隧道輪廓線外2 m(共56 m)；y軸方向以主隧道橫截面形心為中點，上至地表，下至主隧道中心線下23 m(共46 m)；z軸以聯(lián)絡(luò)通道橫截面中軸線為對稱軸，向左右分別延伸至5倍凍結(jié)管布置圈半徑處(共30 m)。

主隧道管片和凍結(jié)管分別采用實體單元和線單元進(jìn)行模擬。由于該工程凍結(jié)管數(shù)量較多，且研究主要針對聯(lián)絡(luò)通道主體部分的凍結(jié)溫度場，因此對喇叭口及泵房處的部分凍結(jié)管進(jìn)行省略，其余凍結(jié)管的長度、開孔位置及鉆孔傾角均根據(jù)工程設(shè)計進(jìn)行取值。

模型網(wǎng)格劃分如圖2所示，模型共劃分為 155 462 個單元，其中土體與隧道管片采用8節(jié)點傳熱六面體單元(DC3D8)進(jìn)行劃分，凍結(jié)管采用2節(jié)點傳熱實體單元(DC1D2)進(jìn)行劃分，對凍結(jié)主要影響范圍內(nèi)的土體網(wǎng)格進(jìn)行了加密處理。

圖2 數(shù)值模型網(wǎng)格Fig.2 Grid mesh of numerical model

2.2 模型初始狀態(tài)與邊界條件

假設(shè)土體在凍結(jié)前擁有均勻的初始溫度，由于該工程采用水泥攪拌樁法預(yù)加固地層，水泥水化熱使初始地溫顯著提高，根據(jù)實測地溫數(shù)據(jù)，設(shè)置開機凍結(jié)前土體的初始溫度為35 ℃。工程設(shè)計積極凍結(jié)期為65 d，根據(jù)冷凍鹽水降溫計劃，將凍結(jié)前65 d的鹽水溫度施加于凍結(jié)管表面。

約束土體模型四側(cè)面的法向位移，約束土體模型底面及凍結(jié)管端部的x、y、z方向位移。定義土體模型底面和側(cè)面為絕熱邊界，定義土體模型頂面和主隧道管片與空氣的接觸面為對流換熱邊界，土體模型頂面和隧道管片與空氣間的對流換熱系數(shù)分別取為8.5、2.1 W/(m2·℃)。

2.3 土體參數(shù)選擇

土體熱物理參數(shù)的正確取值是保證凍結(jié)溫度場計算結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。該工程凍結(jié)影響范圍內(nèi)的地層主要為水泥摻量為20%的水泥改良淤泥質(zhì)土夾薄層砂，結(jié)合室內(nèi)試驗結(jié)果和類似工程經(jīng)驗，選取土體主要熱物理參數(shù)如表2所示。

表2 土體熱物理參數(shù)

3 數(shù)值模擬結(jié)果分析

3.1 各截面溫度場發(fā)展與分布情況分析

由于本模型中凍結(jié)管根據(jù)工程實際傾斜布設(shè)，與主隧道距離不同的聯(lián)絡(luò)通道橫截面處的凍結(jié)管間距不同，因此其凍結(jié)溫度場的發(fā)展與分布情況也有所差異。為獲得較為全面直觀的分析結(jié)果，選取聯(lián)絡(luò)通道縱向中點處的橫截面(x=0 m)及距聯(lián)絡(luò)通道縱向中點7、14 m處的橫截面(x=7 m與x=14 m)3個截面(圖3)進(jìn)行分析。

圖3 分析截面平面位置圖Fig.3 Layout of analysis sections

圖4 x=14 m截面積極凍結(jié)期溫度分布Fig.4 Temperature distribution of x=14 m section during active freezing period

x=14 m截面積極凍結(jié)期間的溫度分布如圖4所示，根據(jù)對稱性僅選擇聯(lián)絡(luò)通道橫截面左側(cè)部分進(jìn)行分析。凍結(jié)初期，該截面凍結(jié)溫度場的發(fā)展較為迅速，凍結(jié)鋒面以單根凍結(jié)管為中心向外發(fā)展，隨著凍結(jié)時間的推移，單根凍結(jié)管周的凍結(jié)鋒面半徑不斷增大。凍結(jié)16 d時，拱頂和側(cè)墻處相鄰凍結(jié)管周凍結(jié)鋒面均未完全相交；拱底處同排相鄰凍結(jié)管及鄰排凍結(jié)管周的凍結(jié)鋒面均已交圈，已形成具有一定厚度的凍結(jié)壁；凍結(jié)鋒面交圈后，拱底處的凍結(jié)溫度場發(fā)展速度開始減慢。凍結(jié)32 d時，拱頂和側(cè)墻處的凍結(jié)鋒面均已完成交圈，拱底處的凍結(jié)壁繼續(xù)向外發(fā)展。凍結(jié)48 d時，凍結(jié)壁厚度在拱頂、拱底和側(cè)墻處分別達(dá)到2.62、2.68、2.18 m，由于具有一定厚度和均勻性的凍結(jié)壁阻礙了凍結(jié)管與凍結(jié)壁有效厚度范圍外的未凍土體間的熱交換，此時凍結(jié)溫度場的發(fā)展十分緩慢。至凍結(jié)65 d，凍結(jié)壁厚度在拱頂、拱底和側(cè)墻度分別達(dá)到2.93、2.97、2.54 m，均已超過設(shè)計要求；凍結(jié)壁整體呈閉合的“回”字形，各處凍結(jié)壁發(fā)展較為均勻，轉(zhuǎn)角過渡平滑，不存在凍結(jié)死角。

x=7 m和x=0 m截面積極凍結(jié)期間的溫度場發(fā)展規(guī)律與x=14 m截面類似，但由于各截面上的凍結(jié)管布置情況不同，其凍結(jié)溫度場的發(fā)展速度和最終凍結(jié)效果均有所差異。通過對比各截面積極凍結(jié)過程中不同位置處的凍結(jié)壁厚度(凍結(jié)壁交圈前為凍結(jié)柱直徑)，分析各截面處的凍結(jié)效果差異。

圖5 各截面積極凍結(jié)期的凍結(jié)壁厚度Fig.5 Thickness of freezing wall of each section during active freezing period

觀察圖5中x=7 m截面的計算結(jié)果可見，由于該截面處的凍結(jié)管間距較大，且在拱頂處僅布置單排凍結(jié)管，其凍結(jié)效果要弱于x=14 m截面。在凍結(jié)初期，凍結(jié)溫度場的發(fā)展較為迅速，但由于土體初始溫度較高，凍結(jié)壁的厚度增長較為緩慢。凍結(jié)16 d時，該截面各處凍結(jié)壁厚度均未超過0.5倍相鄰凍結(jié)管間距(最小處為0.23 m)，說明此時拱頂、拱底和側(cè)墻處的凍結(jié)壁均未交圈。凍結(jié)中期溫度場的發(fā)展速度要慢于初期，但由于此時凍結(jié)主要影響范圍內(nèi)的土體溫度要遠(yuǎn)低于初期，凍結(jié)壁的厚度發(fā)展較快。凍結(jié)48 d時，該截面拱頂、拱底和側(cè)墻處的凍結(jié)壁厚度分別達(dá)到1.96、2.57、2.01 m。因此在實際工程中，應(yīng)嚴(yán)格保證凍結(jié)中期的冷凍鹽水質(zhì)量，并減少施工和外部環(huán)境因素對中期凍結(jié)壁的影響。積極凍結(jié)后期，凍結(jié)壁厚度的發(fā)展速度明顯減慢，至積極凍結(jié)期末，凍結(jié)壁厚度在拱頂、拱底和側(cè)墻處分別達(dá)到2.22、2.83、2.29 m?？梢娫摻孛娴膬鼋Y(jié)壁厚度雖不及x=14 m截面，但整體凍結(jié)效果依然良好，各處凍結(jié)壁的厚度均已達(dá)到設(shè)計要求。

聯(lián)絡(luò)通道中部橫截面(x=0截面)接近凍結(jié)管的端部，由于凍結(jié)管間距較大及凍結(jié)管前、中段的冷量損耗，在以往的凍結(jié)工程中，凍結(jié)管端部是凍結(jié)壁發(fā)展的薄弱部位。但由于該工程采用雙向凍結(jié)的方式，凍結(jié)管的端部同時也是雙向凍結(jié)管的疊加區(qū)域，在左右線凍結(jié)管的共同影響下，該截面的凍結(jié)效果良好，未出現(xiàn)凍結(jié)管端部凍結(jié)效果不佳的現(xiàn)象。由圖5可見，該截面處凍結(jié)壁的發(fā)展速度和最終厚度均略優(yōu)于x=7 m截面。凍結(jié)16 d時，拱底處的凍結(jié)壁厚度超過0.5倍相鄰凍結(jié)管間距，拱頂和側(cè)墻處的凍結(jié)壁仍未交圈。凍結(jié)32 d時，各處凍結(jié)壁均已交圈完成，并繼續(xù)迅速向外發(fā)展。積極凍結(jié)期末，拱頂、拱底和側(cè)墻處凍結(jié)壁厚度分別達(dá)到2.37、2.88、2.41 m，均已超過設(shè)計要求。

3.2 路徑溫度分析

為研究土體在凍結(jié)管徑向上的降溫規(guī)律，于x=14 m截面上建立三條路徑(圖6)，并提取各路徑積極凍結(jié)期的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。其中路徑1和路徑2分別位于聯(lián)絡(luò)通道側(cè)墻凍結(jié)管的主面和界面處，長度均為3 m；路徑3位于聯(lián)絡(luò)通道拱頂y=0 m處，長度為4 m。

圖6 分析路徑平面位置圖Fig.6 Layout of analysis paths

圖7為各路徑在積極凍結(jié)期的溫度折線圖。由圖7(a)可見，在相同路徑上，距離凍結(jié)管越近的分析點降溫速度越快，積極凍結(jié)期末溫度越低，各分析點降溫速度均呈現(xiàn)先快后慢的趨勢；由于凍結(jié)管布置圈內(nèi)側(cè)未凍土體范圍遠(yuǎn)小于外側(cè)，因此與凍結(jié)管距離相同的凍結(jié)管布置圈內(nèi)側(cè)分析點的降溫速度和積極凍結(jié)期末溫度絕對值均要大于凍結(jié)管布置圈外側(cè)。取溫度低于-1 ℃的路徑長度作為該路徑處的凍結(jié)壁厚度，可見積極凍結(jié)期末路徑1處凍結(jié)壁厚度達(dá)到2.62 m，利用積分法可求得該處凍結(jié)壁平均溫度為-13.1 ℃。由圖7(b)可見，與凍結(jié)管主面路徑(路徑1)相比，凍結(jié)管界面路徑(路徑2)降溫速度更慢，積極凍結(jié)期末溫度更高，整體凍結(jié)效果較差。積極凍結(jié)期末該路徑處凍結(jié)壁厚度為2.55 m，凍結(jié)壁平均溫度為-12.3 ℃。因此在凍結(jié)設(shè)計過程中，應(yīng)控制凍結(jié)管的最大間距，以保證凍結(jié)管界面處的凍結(jié)效果。

圖7 各路徑積極凍結(jié)期溫度折線圖Fig.7 Temperature of each path during active freezing period

由圖7(c)可見，在雙排凍結(jié)管處，各分析點的降溫速度依然呈現(xiàn)先快后慢的趨勢。內(nèi)圈凍結(jié)管內(nèi)側(cè)土體的凍結(jié)效果要優(yōu)于外圈凍結(jié)管外側(cè)，由于受到內(nèi)、外圈凍結(jié)管的共同影響，雙排凍結(jié)管排間土體的凍結(jié)效果要優(yōu)于凍結(jié)管布置圈內(nèi)外兩側(cè)。因此在雙排管凍結(jié)工程中，可考慮通過適當(dāng)增大凍結(jié)管排間距、減小凍結(jié)管提供冷量的方式以達(dá)到節(jié)約能源的目的。積極凍結(jié)期末，路徑3處的凍結(jié)壁厚度為2.96 m，凍結(jié)壁平均溫度為-14.6 ℃，可見雙排凍結(jié)管處的凍結(jié)效果要優(yōu)于單排凍結(jié)管處。

3.3 模擬結(jié)果與實測數(shù)據(jù)對比

為驗證數(shù)值模型對水泥改良土地層凍結(jié)溫度場模擬的準(zhǔn)確性，提取數(shù)值模型中與W3測溫孔中入土深度為12 m的測點(W3-3號測點)位置相同的分析點處溫度數(shù)據(jù)，將其與工程實測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。

圖8 模擬值與實測值對比Fig.8 Comparison between simulated value and measured value

由圖8可見，該測點數(shù)值模擬與現(xiàn)場實測所得土體溫度曲線的降溫趨勢與降溫規(guī)律擬合度較高，在積極凍結(jié)期均能體現(xiàn)溫度快速下降、相變及溫度再次下降三個階段，說明該模型對水泥改良土地層凍結(jié)溫度場模擬的準(zhǔn)確度較高，適用性較好。

4 水泥改良對凍結(jié)溫度場影響分析

由于水泥改良過程中產(chǎn)生的水化熱顯著提高地層溫度，且摻入土體中的水泥將與土顆粒發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，改變了土體的熱物理參數(shù)，因此在原狀土以及水泥摻量不同的水泥改良土地層中，凍結(jié)溫度場的發(fā)展與分布情況也存在差異。為研究水泥改良對凍結(jié)溫度場的影響，通過改變原模型中的土體參數(shù)與初始溫度，對水泥摻量分別為0、5%、10%、15%、20%地層中的凍結(jié)溫度場發(fā)展情況進(jìn)行對比。各組水泥摻量條件下的土體熱物理參數(shù)取值(表3)均參照室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)及前人相關(guān)研究成果[12]，考慮水泥摻量變化對土體含水率、導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容和相變潛熱的影響，并假設(shè)土體初始溫度隨水泥摻量線性增加。

選取各地層x=14 m截面和W3-3號測點所對應(yīng)分析點的計算結(jié)果進(jìn)行分析。由圖9可見，由于水泥摻量變化對凍結(jié)溫度場的影響是土體初始溫度提高和熱物理參數(shù)變化耦合作用的結(jié)果，隨著水泥摻量的增大，積極凍結(jié)期末凍結(jié)壁厚度并非單調(diào)線性變化，而是呈現(xiàn)出先增后減的趨勢。當(dāng)水泥摻量小于10%時，積極凍結(jié)期末凍結(jié)壁厚度隨水泥摻量的增大而增大，水泥摻量每增大5%，積極凍結(jié)期末拱頂、拱底和側(cè)墻處的凍結(jié)壁厚度分別平均增大0.1、0.09、0.12 m；當(dāng)水泥摻量大于10%時，積極凍結(jié)期末凍結(jié)壁厚度隨水泥摻量的增大而減小，水泥摻量每增大5%，積極凍結(jié)期末拱頂、拱底和側(cè)墻處的凍結(jié)壁厚度分別平均減小0.11、0.13、0.16 m。

表3 不同水泥摻量土體參數(shù)表

圖9 x=14 m截面積極凍結(jié)期末凍結(jié)壁厚度Fig.9 Thickness of freezing wall of x=14 m section at the end of active freezing period

圖10 W3-3號測點積極凍結(jié)期溫度曲線Fig.10 Temperature curves of W3-3 measuring point during active freezing period

由圖10可見，雖然不同水泥摻量土體的初始溫度差別較大，但積極凍結(jié)期末的溫度較為接近。由于水泥改良改變了土體的熱物理參數(shù)，隨著水泥摻量的增大，土體相變階段前的降溫速度近似線性增大，水泥摻量每增大5%，土體相變階段前的降溫速度平均增大0.12 ℃/d；但水泥改良同時也提高了土體的初始溫度，導(dǎo)致土體到達(dá)相變階段所需時間和積極凍結(jié)期末的最終溫度均隨水泥摻量的增大呈現(xiàn)先減后增的趨勢，且趨勢變化拐點均發(fā)生在水泥摻量為10%處。當(dāng)水泥摻量小于10%時，水泥摻量每增大5%，土體到達(dá)相變階段所需時間平均減少0.9 d，積極凍結(jié)期末最終溫度平均降低0.8 ℃；當(dāng)水泥摻量大于10%時，水泥摻量每增大5%，土體到達(dá)相變階段所需時間平均增加1.4 d，積極凍結(jié)期末最終溫度平均升高1.1 ℃。綜合對比不同水泥摻量地層在積極凍結(jié)期的降溫情況和積極凍結(jié)期末的凍結(jié)壁厚度可見，隨著水泥摻量的增大，土體凍結(jié)效果呈先增強后減弱的趨勢，當(dāng)水泥摻量為10%時，土體可達(dá)到最佳的凍結(jié)效果。與原狀土地層相比，該工程實際水泥摻量(20%)地層的降溫速度較快，但由于水泥水化熱使其初始溫度顯著提高，導(dǎo)致其在積極凍結(jié)期末的凍結(jié)效果較差。

5 結(jié)論

通過對水泥改良土地層聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)工程進(jìn)行數(shù)值模擬，得到如下主要結(jié)論。

(1)凍結(jié)初期溫度場的發(fā)展較為迅速，凍結(jié)鋒面以單根凍結(jié)管為圓心向外發(fā)展。相鄰凍結(jié)管周凍結(jié)鋒面交圈后，凍結(jié)溫度場的發(fā)展速度開始減慢。積極凍結(jié)期末，凍結(jié)壁在聯(lián)絡(luò)通道橫截面上呈閉合的“回”字形，各橫截面拱頂、拱底和側(cè)墻處的凍結(jié)壁厚度均達(dá)設(shè)計要求。

(2)凍結(jié)壁的發(fā)展在凍結(jié)中期最為迅速，因此在實際工程中，應(yīng)嚴(yán)格保證凍結(jié)中期的冷凍鹽水質(zhì)量，并減少施工和外部環(huán)境因素對中期凍結(jié)壁的影響。

(3)由于凍結(jié)管布置較為密集，x=14 m截面凍結(jié)效果最佳；在左右線雙向凍結(jié)管的疊加作用下，x=0截面未出現(xiàn)凍結(jié)管端部凍結(jié)效果不佳的現(xiàn)象；由于凍結(jié)管間距較大且數(shù)量較少，x=7 m截面的凍結(jié)效果較差。

(4)由于凍結(jié)管布置圈內(nèi)側(cè)未凍土體范圍遠(yuǎn)小于外側(cè)，因此其凍結(jié)效果要優(yōu)于凍結(jié)管布置圈外側(cè)；受到內(nèi)、外圈凍結(jié)管的共同影響，雙排凍結(jié)管排間土體的凍結(jié)效果要優(yōu)于凍結(jié)管布置圈內(nèi)外兩側(cè)。凍結(jié)管主面路徑的凍結(jié)效果要優(yōu)于界面路徑；雙排凍結(jié)管處的凍結(jié)效果要優(yōu)于單排凍結(jié)管處。

(5)隨著水泥摻量的增大，土體凍結(jié)效果呈先增強后減弱的趨勢，當(dāng)水泥摻量為10%時，土體可達(dá)到最佳的凍結(jié)效果。與原狀土地層相比，該工程實際水泥摻量(20%)地層在積極凍結(jié)期末的凍結(jié)效果較差。