直线双排管冻结壁等效抛物弓形模型：解析计算与工程精度

本文主要探讨了在煤炭开采中的直线双排管冻结壁平均温度的精确计算方法。双排管冻结技术是一种常见的地下冻结法，用于处理复杂地质条件下的地下空间挖掘和支撑问题。巴霍尔金(Бахолдин)解析解是冷冻壁温度场的传统分析工具，但其假设往往无法完全反映实际地层冻结过程中的温度变化，特别是在考虑地层实际冻结温度的情况下。 作者们在此基础上，提出了等效抛物弓形模型，这是一种基于冻结壁某横截面的抛物弓形法来近似整个冻结壁平均温度的解析计算模型。这个模型的优势在于它能够将复杂的二维温度分布简化为一个易于处理的一维问题，从而提高计算效率并减小误差。作者们详细分析了在实际工程中可能出现的不同冻结管平面布置参数变化对冻结壁平均温度的影响，并对比了等效抛物弓形模型计算结果与巴霍尔金解析解数值积分结果之间的差异。 研究结果显示，等效抛物弓形模型计算的冻结壁平均温度误差相对较小，这表明该模型具有很高的工程实用性，可以满足实际应用中的精度需求。这对于设计和优化双排管冻结系统，评估冻结效果，以及进行成本效益分析都具有重要的意义。 此外，文中还提到了该研究得到了国家自然科学基金和国家高技术研究发展计划（863计划）的资助，显示出研究者对于解决实际工程问题的深入关注和扎实的理论基础。论文的作者胡向东教授，作为副教授和博士生导师，对这一领域的贡献体现了其在冷冻工程领域的专业素养和学术领导力。 总结来说，本文的核心知识点包括：双排管冻结技术、冻结壁温度场分析、巴霍尔金解析解的应用、等效抛物弓形模型的建立及其误差分析，以及在实际工程中的应用价值。这项研究为冻土工程领域的温度预测和优化设计提供了新的计算工具和理论支持。