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当前冻结工程施工中,大圈径冻结孔布置与永久井架基础存在一定矛盾,冻结产生的冻胀力会对井架基础产生不同程度的影响。为减轻冻胀影响,冻结施工中可以对冻结管采取保温措施。本论文即针对这一问题,对冻结管采取聚氨酯保温后的温度场进行分析,通过现场温度、变形实测和数值模拟得出聚氨酯保温在减轻冻胀方面的应用效果。 现场实测数据表明,冻结管经50mm厚的聚氨酯层保温后,管外土层温度降幅约为同期同等位置的未保温冻结管外温度降幅的1/2,冻土发展速度减缓,约为5.51mm/d,而未经保温的冻结管外冻土发展速度为15.9mm/d;受冻土发展影响,保温冻结管外的井架基础仍存在一定程度的变形,具体表现为:水平方向受到水平冻胀力与井架重力水平分力的共同影响,水平位移约为10~15mm,向远离井心方向发展,竖直方向上受重力影响井架基础一直沉降,260d内的沉降量约为50mm,监测后期冻土已发展至基础所在位置,强度小不足以产生明显的变形。受冻胀力影响,井架基础整体表现出朝外侧倾倒的变形。 数值模拟参数采用实验室试验值,温度场模拟结果与实测值一致;因忽略了井架重力的约束,模拟沉降变形量小于实测变形量。 本文还对冻结管保温后的节能效果进行了理论和实测的研究,研究认为保温层对节能影响主要表现为显热和潜热两方面,显热耗冷量可由Q=cm’△t计算,相变潜热与冻土发展半径有关。保温段冷量节约50%。