竖向直排冻结条件水平冻胀力试验研究

竖向直排冻结方式常用于软弱地层中斜井掘进和深基坑止水帷幕的冻结法施工中，目前国内外对该冻结方式下水平冻胀力的分布研究鲜见报导。以某斜井冻结工程为背景，推导出温度场、应力场和水分场等相似模拟准则，设计了竖向直排冻结模型试验并细化具体试验方案，利用大型三维模拟冻结试验系统，对竖向直排冻结条件下不同深度土体的水平冻胀力分布特性进行了试验研究。结果表明，竖向直排冻结过程中埋深对水平冻胀力的影响明显，在其他条件相近的情况下同一水平面中水平冻胀力的大小与温度密切相关；冻胀力的变化率主要受冻结锋面位置的影响，距离冻结锋面较近时冻胀力的变化率逐步达到峰值；已冻土体的冻胀力随冻结锋面向外发展而趋于平稳。