深井人工冷冻壁温度场分析

深井人工冷冻壁温度场分析

一、深井人工冻结壁温度场分析(论文文献综述)

马巍,王大雁[1](2012)在《深土冻土力学的研究现状与思考》文中研究表明人工冻结技术在深部地下工程施工中的广泛使用,使人们更加迫切地认识到对深土冻土力学研究的必要性。本文通过分析目前国内外对深部岩土工程的认识,在前人对深土及深土冻土理解的基础上,考虑深土冻土形成过程的特殊性及受力特点,从新的角度给出了深土冻土及深土冻土力学的概念,阐述了深土冻土力学的主要研究内容。最后通过对深土冻土力学研究现状的分析,从深土冻土室内物理力学试验研究、大型模型模拟研究、理论模型研究以及工程应用等四个角度讨论了目前室内进行深土冻土力学研究所面临的主要问题。

杨更社,奚家米[2](2010)在《煤矿立井冻结设计理论的研究现状与展望分析》文中研究表明冻结法是有效穿越不稳定的厚表土层或软岩层的特殊施工方法。我国是世界上用冻结法施工穿过表土层最厚的国家之一,已成为世界上应用冻结法施工最多的国家。但在看到我国在冻结法施工取得进展的同时,也应该看到我国在冻结法设计的理论研究、施工方面依然存在许多亟待解决的问题。作者对国内煤矿立井冻结法施工设计理论研究现状进行了总结与分析,并对煤矿立井冻结设计理论研究进行了展望分析。

张婷[3](2013)在《盾构进出洞水平冻结温度场及地表冻胀变形研究》文中提出修建地铁隧道,盾构机的安全始发与接收是盾构法关键所在。水平杯型冻结技术在盾构进出洞端头加固中具有止水、保持土体自立性、环保等特点,而冻结温度场随时间的可变性、冻胀变形对周围环境的影响程度等制约着水平杯型冻结壁的进一步推广应用。基于上述问题,本文结合南京地铁二号线逸仙桥车站盾构出洞水平杯型冻结工程,通过室内试验、现场实测、理论分析与数值模拟方法,对水平杯型冻结温度场及地表冻胀位移进行了较系统研究,主要研究成果如下:1)南京地区淤泥质黏土、粉质黏土、粉砂三种典型地层的起始冻结温度随含水率增加近似线性升高,随盐份浓度增加直线降低,水质对起始冻结温度有较大影响,干密度和冻融循环对此影响不大。常温土导热系数随含水率及干密度增加而增大,且冻土导热系数大于常温土导热系数。土中水分迁移受温度影响较大,水分迁移程度与土质、冻结时间、含水率和干密度有关。2)通过南京地铁二号线逸仙桥车站温度场实测对水平杯型冻结壁温度场数值模拟方法的可行性进行了验证;研究了盐水温度、冻结管直径、地层热参数及冻结时间对水平杯型冻结壁温度场的影响规律;在各因素取值范围内,冻结40d时杯型冻结壁短管底部最小厚度可达30~54cm,圆筒壁厚度可达80~140cm;内圈管间冻结壁最早交圈,杯型冻结壁的“杯底”和“杯壁”交接处最晚交圈。3)研究分析了影响地层冻胀的因素,通过有限元计算,研究了不同因素变化对水平杯型冻结引起地表冻胀位移的影响规律。结果表明:不管是垂直或是沿着隧道轴线方向上,距离隧道轴线或是地下连续墙(围护结构)越近,地表冻胀位移越大,低温盐水温度、隧道半径、隧道埋深及冻胀率变化对地表最大冻胀位移的位置未产生明显影响,随板块厚度增加,该位置朝远离地下连续墙方向移动;在各因素取值范围内,距离冻结壁区域越远,地表冻胀位移呈衰减性规律减小,其中低温盐水温度、隧道直径、隧道埋深对地表冻胀位移的影响较为显著;考虑各种建筑物对地基变形的要求,确定距离隧道洞门20m以内为盾构进出洞水平杯型冻结加固端头的地表变形监测范围。4)建立了水平杯型冻结壁稳定性计算模型,研究结果表明杯底厚度、圆筒壁厚度及长度变化对引起的应力与位移均大大小于其允许值,隧道直径越小,越有利于地层稳定性。水平杯型冻结时合理的杯底厚度宜取2.0~2.5m,常规地铁隧道的圆筒壁长度取值与盾构机壳体长度相当,圆筒壁厚度宜取1.0~1.2m,隧道埋深越大,需要的冻结壁尺寸越大,具体隧道埋深与与冻结壁尺寸的选择和地层物理力学性质密切相关。研究结果解决了水平杯型冻结壁应用中的参数选取、温度场发展及地表冻胀程度预测等问题,对水平杯型冻结壁在盾构进出洞端头加固工程中的推广应用具有重要的科学意义和应用价值。

刘桐宇[4](2020)在《滨海地层地铁超长联络通道冻结温度场发展规律研究》文中研究指明滨海地区多为软弱富水地层,人工冻结法凭借其富水条件下出色的优越性在国内地铁区间联络通道建设中得到了广泛应用。常规联络通道冻结技术已较为成熟,但是关于超长联络通道工程经验和研究非常匮乏,施工中易出现冻结壁无法交圈、冻结效果不理想等问题,甚至会引发工程事故。本文运用理论计算、数值分析、现场实测等方法,依托福州地铁二号线某区间联络通道工程对超长联络通道冻结温度场发展规律进行系统研究,主要研究内容及结论如下:(1)基于冻结温度场数学模型,对地铁超长联络通道常见冻结孔排布形式下各冻结壁平均温度计算方法的适用性进行分析,得出等效模型法能较好反映冻结温度场,适合冻结壁平整的理想情况下应用;通用经验公式简便统一,便于实际工程应用,但在冻结半径远大于冻结孔距的冻结后期会存在一定误差。(2)建立超长联络通道冻结温度场三维数值计算模型,根据模型纵断面计算结果分析异步冻结情况下双侧冻结温度场发展规律,再根据冻结孔排布形式将单侧冻结范围分为四个区域进行特征研究,获得地铁超长联络通道双侧异步冻结温度场发展规律。计算结果表明右线联络通道在理想工况下冻结壁完全交圈至少需要22d,预计薄弱区域冻结效果较差,冻结50d冻结壁最薄厚度为2.27m,冻结壁平均温度为-12.19℃。(3)对工程实测数据进行整理分析,总结该地铁超长联络通道冻结工程中土体的温度变化规律。冻结关键技术指标计算结果表明,冻结50d时喇叭口及泵房区域最薄冻结壁厚度为2.29m,通道主体最薄冻结壁厚度为2.04m,冻结壁平均温度为-11.43℃,各指标满足设计施工要求。对比实测数据与数值模拟结果,预计冻结薄弱区域冻结效果较差的结论得到印证,两者误差在可以接受的范围内,模拟效果良好,推测实际施工冻结孔存在偏斜导致结果误差。(4)建立偏斜模型,分析冻结孔随机偏斜对超长联络通道冻结温度场发展的影响,结果表明冻结孔随机偏斜会影响联络通道局部土体的冻结降温,冻结50d时有、无偏斜情况下最薄冻结壁厚度之差可以达到0.26m,明显影响冻结壁的平整性和稳定性,容易形成冻结薄弱区域。说明地铁超长联络通道工前预测需充分考虑冻结孔偏斜影响,严格控制钻孔质量。

李栋伟[5](2011)在《深部冻结黏土蠕变损伤耦合本构模型及应用研究》文中研究说明采用固结、低温冻结和径向卸载的三轴剪切试验方法,模拟深部人工冻黏土冻结井筒开挖卸荷力学过程。通过试验获得:当偏应力不大时人工冻土应力-应变呈直线,当偏应力水平较高时应力-应变呈明显的非线性,表明人工冻黏土为塑性岩土材料;高围压卸载应力路径下冻黏土满足改进的Zienkiewicz-Pande抛物线型屈服准则,低围压下人工冻黏土剪切屈服面可以选Mohr-Coulomb屈服函数。人工冻黏土三轴卸载蠕变试验结果表明:当偏应力水平较低时只发生第1和第Ⅱ阶段的蠕变变形,且蠕变变形占总变形量的70%以上;当偏应力水平高于某一临界值时出现蠕变第Ⅲ阶段,冻土发生较大的塑性流动,一般历时3-5小时试件破坏,且蠕变变形量占总变形量的80%以上;且发生第Ⅲ阶段临界应力值可以用改进的Zienkiewicz-Pande抛物线型屈服准则来描述。基于人工冻土三轴蠕变和剪切试验结果,应用黏弹塑性力学、热力学和岩土损伤力学原理,推导获得人工冻黏土黏塑性损伤变量及损伤演化规律,采用改进的Zienkiewicz-Pande抛物线型屈服准则替代线性牛顿体,获得了卸载应力路径下的人工冻土黏弹塑损伤耦合本构模型,并推导出用于数值计算黏弹性和黏塑性损伤耦合柔度矩阵。在Compaq Visual Fortran6.6A环境下编写了人工冻土蠕变损伤耦合本构有限元程序;通过用户子程序方法嵌入到非线性有限元软件ADINA中。数值模拟和室内试验规律完全一致,且误差最大不超过4.8%,表明用改进的Zienkiewicz-Pande抛物线屈服面屈服准则构造的非线性牛顿体表示的黏弹塑损伤耦合本构模型来描述人工冻土蠕变本构是合理的。卸载应力路径下的人工冻土蠕变包括瞬时应变分量、黏弹性应变分量和黏塑性应变分量3部分之和,从而将冻结壁分为损伤区域、黏塑性区域和黏弹性区域3个区域。假定冻结壁损伤区域满足Mohr-Coulomb屈服准则,黏弹塑性冻结壁采用Laplace变换原理从理论求解深井冻结壁应力场和位移场。现场实测冻结壁工作面位移和计算值变化规律吻合较好,表明深井冻结壁设计计算采用黏弹塑损伤本构模型理论是可行的。对深厚冲积层冻结法凿井过程中的温度场、井壁内力和井筒开挖过程的位移场进行现场实测,并获得了相应的变化规律。根据工程条件确定冻结壁空间温度场,采用本文提出的本构模型,同时考虑冻结井筒开挖动态施工力学过程,利用ADINA非线性有限元软件进行深井冻结壁温度场、应力场和位移场耦合分析,得到冻结井筒开挖过程中工作面位移和应力分布规律,并且和实测值规律一致。基于统计损伤理论的人工冻土蠕变本构模型,克服了元件模型只能描述线性蠕变特性的缺陷,且本构模型通过简单试验获取计算参数,模型具有参数少,易于确定等优点。本构方程的建立为进一步研究现场的冻土结构物力学行为提供了有效研究途径,对冻土结构物长期稳定性分析与预测具有重大理论意义。图[62]表[15]参[108]

张瑞[6](2006)在《深井冻结设计的智能方法研究》文中认为冻结设计是人工冻结法凿井工程技术核心,关系到整个冻结工程的成败。目前,我国已基本掌握了450m以上冻结深度的冻结壁设计和冻结方案设计理论。但对于超过450m的深冻结井筒,目前采用的是多圈管冻结方案。冻结壁计算理论已不适用,多圈管冻结方案设计及其优化也存在一些问题。为此,必然从理论、技术与工艺上提出一些新的课题。从理论和宏观角度分析,冻结设计是一个多输入多目标非线性系统模型,而基于多维非线性复杂模型的求解,人工智能方法具有十分显著的优点。因此,开展了深井冻结设计的智能方法研究。 论文以目前深表土冻结设计理论和工程实例为基础,提出了深井冻结壁设计、多圈管冻结方案设计及优化的多输入多目标数学函数模型;研究了基于人工神经网络(ANN)和遗传算法(GA)相结合的智能网络的算法和实现流程;根据以上数学模型,构造相应的智能网络算法和网络学习样本,通过网络的训练求解,得出了冻结壁设计、多圈管冻结方案设计及其优化的计算模型。将这些计算模型的解空间作为子函数,利用MATLAB 7.0平台,编制了一套深井冻结设计智能化软件,该软件实现了如下功能:能够进行深井冻结壁设计,计算冻结壁的厚度和冻结壁的平均温度;能够进行多圈管冻结方案设计,实现了方案设计的智能化和可视化;能够根据冻结方案的优化目标,求解冻结壁厚度、平均温度和井帮温度等冻结壁参数的关键性指标,进行多圈管冻结方案优化的智能设计,得出优化的冻结设计方案。 论文还开展了基于ANN的输入参数对输出参数影响程度(灵敏度)的计算方法和多圈管冻结壁温度场影响因子分析的研究,得出了冻结管距离对测点温度的影响程度和多圈管冻结温度场的各影响因子的贡献度,为冻结设计和多圈管冻结壁温度场的研究提供了参考。 论文的研究成果为深井冻结设计的理论和实践研究提供了参考,对于进一步拓宽和深入开展人工智能方法在深表土冻结法凿井中的应用研究具有一定的参考意义。

杨更社,奚家米[7](2009)在《煤矿立井冻结设计理论的研究现状与展望分析》文中研究指明冻结法是有效穿越不稳定的厚表土层或软岩层的特殊施工方法。我国是世界上用冻结法施工穿过表土层最厚的国家之一,已成为世界上应用冻结法施工最多的国家。但在看到我国应用冻结法施工取得进展的同时,也应该看到我国在冻结法设计的理论研究、施工方面依然存在许多亟待解决的问题。本文对国内煤矿立井冻结法施工设计理论研究现状进行了总结与分析,并对煤矿立井冻结设计理论研究进行展望分析。

孙杰龙[8](2018)在《饱和砂层斜井冻结壁与井壁相互作用力学机理研究》文中研究说明开展富水砂层人工冻结斜井冻结壁与井壁共同作用机理研究具有重要的理论意义和工程应用价值。本文以陕北某煤矿人工冻结斜井工程为依托,通过室内物理力学试验、室内相似材料物理模型试验、理论分析、现场实测和数值模拟相结合的手段开展研究工作。对不同冻结温度下冻结砂土的物理力学参数进行了测定,分析了砂土和冻结砂土比热容、砂土和冻结砂土导热系数、冻结砂土粘聚力、冻结砂土内摩擦角、冻结砂土弹性模量、冻结砂土单轴抗压强度随冻结温度的变化规律;同时开展了基于声发射试验的人工冻结砂土单轴压缩破坏规律研究,给出了不同冻结温度下人工冻结砂土单轴压缩破坏时的声发射特征规律。对单根冻结管条件下的冻结壁温度场、应力场和渗流场分布数学模型进行了研究,给出了单根冻结管下冻结壁温度场、应力场和渗流场分布数学模型,并根据场的叠加原理给出了多根冻结管下的冻结壁温度场、应力场和渗流场分布数学模型;给出了冻结壁水热力耦合模型,并在此基础上分析了“外壁-冻结壁-未冻砂土”共同作用机理,给出了基于水热力作用的富水砂层冻结压力计算公式和斜井冻结壁厚度计算公式。采用自行研制的冻结斜井三维物理模拟系统,完成了斜井冻结壁与井壁相互作用力学特性三维物理模拟试验研究,重点分析了冻结过程中冻结壁温度、冻结压力和孔隙水压力随时间和空间的变化规律,试验结果表明:在积极冻结期随冻结壁温度不断降低,冻结壁竖向冻结压力和水平向冻结压力迅速增大,当冻结由积极冻结期转为维护冻结期时冻结壁竖向冻结压力和水平向冻结压力基本不发生变化;当冻结壁为负温时,随着冻结壁温度降低,孔隙水压力随之减小,当冻结壁温度升高时,孔隙水压力随之增大;根据试验结果给出了冻结壁温度-时间计算公式、冻结壁温度-冻胀力计算公式和冻胀力-时间计算公式。完成了水热力耦合作用下富水砂层斜井冻结壁与井壁相互作用FLAC仿真分析研究,给出了不同埋深下冻结壁温度场、冻结压力和孔隙水压力的变化规律,对比FLAC数值模拟结果和模型试验结果可知:积极冻结期冻结壁温度、冻结压力和孔隙水压力变化趋势基本一致,说明本文设计的斜井冻结壁与井壁相互作用力学特性三维物理模拟试验合理可靠,能准确反应斜井冻结过程中冻结壁与井壁相互作用的一般规律;对斜井冻结壁厚度计算公式进行验证,结果表明:本文提出的富水砂层斜井冻结壁厚度计算公式合理可靠,能够满足设计要求。根据斜井冻结壁与井壁相互作用现场实测结果,分析了冻结壁温度、冻结压力、井壁受力、混凝土应变和孔隙水压力随时间和空间的变化规律,对比分析了三维物理模拟试验和现场实测所得的冻结壁温度-时间、冻胀力-温度和冻胀力-时间变化规律,对冻结压力计算公式进行验证,结果表明:本文提出的斜井冻结壁与井壁相互作用力学特性三维物理模拟试验合理可靠,能准确的反应冻结压力、冻结壁温度和冻胀力发展的一般规律;根据理论分析、模型试验、数值模拟和现场实测结果,基于冻结壁与井壁相互作用,确定了斜井井壁以“工字钢棚+钢筋混凝土砌碹”为支护结构,分析了斜井井壁荷载模型,确定了富水砂层斜井井壁荷载计算方法,给出了富水砂层斜井井壁内力计算模型和井壁厚度,提出了富水砂层斜井冻结法凿井施工方案,可为富水砂层斜井井壁设计和施工提供理论支持。

李吉林[9](2013)在《广州地铁三号线水平冻结法施工数值分析》文中提出当今社会,城市用地不能满足日益增长的城市人口需求的矛盾越来越激烈,解决这一问题已成为城市可持续发展刻不容缓事情,人们把发展战略投向了高空和地下,地铁作为一种高效的现代化交通方式,能够有效的解决城市拥堵问题,因此各大城市地铁工程雨后春笋般的出现。而人工地层水平冻结法作为一种加固土层的辅助施工法,以其自身独特的优越性越来越多的被采用。但是,采用人工冻结法施工时存在的诸多问题也引起了大家的关注,例如:冻结壁温度和积极冻结时间的控制,土层的冻胀融沉问题等。因此,对地铁隧道人工冻结法施工进行数值模拟分析有着重要的意义。本文先详细介绍了人工冻土的物理力学特性、人工冻结法施工原理和冻结壁厚度和冻结参数设计的一般原理和设计方法。然后以广州市地铁三号线天河客运站折返线隧道工程为依托,利用有限元软件ANSYS数值模拟方法,对积极冻结期冻结壁温度场以及维护冻结期隧道开挖施工进行分析研究。通过数值分析得到:在积极冻结期,冻结壁温度场的发展规律,冻结管周围土体温度随时间变化规律,以及土体冻胀位移规律;在维护冻结期,根据隧道开挖过程中围岩、冻结壁的应力、位移以及支护结构内力,判断冻结壁设计厚度可靠性。

江帆[10](2016)在《人工冻结温度场特性研究及导热系数反分析》文中研究指明本文在一开始对一些有关于冻结施工的理论进行了系统的阐述,例如人工冻结法、冻结温度场、冻土导热系数及反问题的一些相关理论。然后运用以上理论,结合某某地铁具体的施工方案,对该地铁的冻结温度场进行了实测分析。同时取该地铁隧道非常典型的5.4m淤泥质粉细砂土层,对该土层进行试验,获取改土层的相关参数。在实验的基础上,对土体的导热系数和土体分析进行了研究,并采用了目前国内外主流非常有限元分析软件ANSYS,利用数值模拟方法对冻结温度场进行模拟和分析。最后对地铁冻结施工中的冻结壁的发展做出了预测并给出了一些合理化的建议。导热系数是研究温度场的一个重要参数,对导热系数进行了实验,得出了导热系数与干密度、含水率有关的结论,干密度、含水率是影响最大的因素,人工冻结淤泥质粉细砂-10℃时的导热系数平均增长率约为每0.1g/cm3增长0.06W/m·K,人工冻结淤泥质粉细砂-1 0℃时导热系数的平均增长率约为每增长5%的含水率导热系数增长0.04W/m·K。在使用最小二乘理论的基础上,试验设置几个导热系数,并对其进行分析和优化,最后的导热系数是对应于最低目标函数值为30.77,此时对应的导热系数为1.35 W/m·K,导热系数对应的温度场模拟结果最接近实测值。然后将此导热系数下的温度模拟值与实测温度值进行比较,得出四个测温孔的温度模拟值与实测值相差不大,这就意味着试验的真实性和反分析的可靠性。在文章最后运用ANSYS软件对5.4m层位的土体进行温度、冻结壁厚度进行了模拟,并在该基础上做出了预测5.4m土层处的交圈时间预测为第60天。本文的研究成果为冻土的反分析提供了新的方法,也为地下冻结法施工提供了经验参考,具有重要的研究意义和工程价值。

二、深井人工冻结壁温度场分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、深井人工冻结壁温度场分析(论文提纲范文)

(1)深土冻土力学的研究现状与思考(论文提纲范文)

0 引言
1 深土冻土工程及深土冻土力学概念
    1.1 国内外对深部工程的认识
    1.2 深土冻土和深土冻土力学的概念
2 深土冻土力学的研究内容
3 深土冻土力学研究的现状
4 深土冻土力学研究所面临的主要问题

(2)煤矿立井冻结设计理论的研究现状与展望分析(论文提纲范文)

1 引言
2 冻结立井国内外的概况
3 冻结壁设计计算方法研究
4 冻结状态下岩土的力学特性研究
5 立井冻结设计理论研究关键技术的展望分析
    5.1 深部冻结岩土力学特性研究
    5.2 富水岩石的力学特性研究
    5.3 未冻土-冻结壁-井壁的相互作用规律研究
    5.4 深厚岩土冻结壁设计研究
    5.5 冻结孔钻孔质量控制技术研究
    5.6 冻结壁现场监测研究
6 结 语

(3)盾构进出洞水平冻结温度场及地表冻胀变形研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外应用研究现状
        1.2.1 人工冻结技术的应用现状
        1.2.2 盾构隧道端头加固研究现状
        1.2.3 人工冻结温度场的研究现状
        1.2.4 冻胀变形的研究现状
    1.3 水平杯型冻结研究中存在的问题
    1.4 本文研究内容、方法与技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究方法
        1.4.3 技术路线
第二章 南京地区典型土层热物理参数与水分迁移试验研究
    2.1 地层起始冻结温度试验研究
        2.1.1 起始冻结温度试验规划
        2.1.2 起始冻结温度试验方法
        2.1.3 起始冻结温度试验结果分析
    2.2 导热系数试验研究
        2.2.1 导热系数试验规划
        2.2.2 导热系数试验方法
        2.2.3 导热系数试验结果分析
    2.3 冻土中的未冻水含量研究
    2.4 单向冻结水分迁移研究
        2.4.1 水分迁移试验方法
        2.4.2 水分迁移试验结果及机理分析
    2.5 本章小结
第三章 水平杯型冻结壁温度场研究
    3.1 温度场数值模拟的理论基础
    3.2 水平杯型冻结壁温度场的数值模拟
        3.2.1 基本假定
        3.2.2 建立几何模型
        3.2.3 有限元模型
    3.3 温度场数值模拟方法验证
        3.3.1 工程概况及加固方案
        3.3.2 部分实测结果与数值模拟结果对比
    3.4 不同因素对水平杯型冻结壁温度场影响研究
        3.4.1 温度场模拟计算中的几点说明
        3.4.2 地层初始温度对杯型冻结壁温度场影响
        3.4.3 积极冻结盐水温度对杯型冻结壁温度场影响
        3.4.4 冻结管直径对杯型冻结壁温度场影响
        3.4.5 导热系数对杯型冻结壁温度场影响
        3.4.6 潜热对杯型冻结壁温度场影响
        3.4.7 热容量对杯型冻结壁温度场影响
    3.5 不同因素对水平杯型冻结壁交圈时间的影响
        3.5.1 确定交圈时间的方法
        3.5.2 水平杯型冻结壁交圈时间变化规律
    3.6 本章小结
第四章 水平杯型冻结引起的地表冻胀变形研究
    4.1 冻胀变形基本理论及冻胀特性分析
        4.1.1 土体冻胀基本理论
        4.1.2 不同因素对土体冻胀特性的影响
    4.2 冻胀变形的理论组成
    4.3 冻胀变形的有限元计算方法
        4.3.1 基本假定
        4.3.2 建立计算模型
        4.3.3 冻胀变形的计算步骤
        4.3.4 计算方法的验证
    4.4 各因素对地表冻胀位移的影响研究
        4.4.1 低温盐水温度对地表冻胀位移的影响
        4.4.2 隧道直径对地表冻胀位移的影响
        4.4.3 隧道埋深对冻胀位移的影响
        4.4.4 杯底板块厚度对冻胀位移的影响
        4.4.5 冻胀率大小对冻胀位移的影响
        4.4.6 冻胀位移的影响范围
    4.5 本章小结
第五章 水平杯型冻结壁稳定性研究
    5.1 水平杯型冻结壁板块强度理论分析
        5.1.1 加固体厚度与安全系数之间的关系
        5.1.2 加固体厚度与冻土抗拉强度之间的关系
    5.2 水平杯型冻结壁稳定性研究数值模拟方法
        5.2.1 水平杯型冻结壁尺寸范围的确定依据
        5.2.2 水平杯型冻结壁稳定性有限元计算方法
    5.3 水平杯型冻结壁稳定性结果分析
        5.3.1 杯底板块厚度对水平杯型冻结壁稳定性的影响
        5.3.2 圆筒壁长度对杯型冻结壁稳定性的影响
        5.3.3 圆筒壁厚度对水平杯型冻结壁稳定性的影响
        5.3.4 隧道直径对水平杯型冻结壁稳定性的影响
        5.3.5 隧道埋深对水平杯型冻结壁稳定性的影响
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 创新点
    6.3 进一步研究展望
参考文献
攻读博士学位期间所发表的论文
详细摘要

(4)滨海地层地铁超长联络通道冻结温度场发展规律研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 人工冻结法在地下空间中的应用现状
        1.2.2 人工冻结法在地铁长联络通道中的研究现状
        1.2.3 冻结温度场硏究现状
    1.3 研究内容
    1.4 技术路线
第二章 人工冻结温度场基本理论
    2.1 引言
    2.2 人工冻结温度场数学模型
        2.2.1 冻结温度场
        2.2.2 导热方程
    2.3 联络通道冻结壁温度场
    2.4 冻结壁平均温度计算公式
        2.4.1 巴霍尔金公式
        2.4.2 等效模型法
        2.4.3 “成冰”公式
        2.4.4 特鲁巴克公式
        2.4.5 通用经验公式
    2.5 冻结壁平均温度公式适用性分析
        2.5.1 单排孔冻结壁平均温度计算
        2.5.2 双排孔冻结壁平均温度计算
    2.6 本章小结
第三章 地铁超长联络通道冻结温度场有限元计算
    3.1 工程概况
        3.1.1 工程地质
        3.1.2 水文地质
    3.2 有限元法
        3.2.1 基本原理
        3.2.2 ANSYS热分析
        3.2.3 求解过程
    3.3 超长联络通道模型建立和求解
        3.3.1 超长联络通道模型选择
        3.3.2 模型建立
        3.3.3 求解计算
    3.4 纵断面温度场发展规律研究
        3.4.1 超长联络通道冻结温度场分布规律
        3.4.2 超长联络通道冻结壁发展规律
    3.5 横断面温度场发展分布规律
        3.5.1 喇叭口及泵房区域
        3.5.2 冻结加强区域
        3.5.3 预计薄弱区域
        3.5.4 冻结孔交叉区域
    3.6 超长联络通道冻结温度场特征分析
        3.6.1 超长联络通道冻结交圈时间
        3.6.2 超长联络通道冻结壁厚度
        3.6.3 超长联络通道冻结壁平均温度
    3.7 本章小结
第四章 地铁超长联络通道冻结施工实测分析
    4.1 冻结方案
        4.1.1 超长联络通道冻结工程特点
        4.1.2 冻结方案设计
    4.2 监测方案设计
        4.2.1 监测目的及内容
        4.2.2 测温孔布置
    4.3 实测数据分析
        4.3.1 土体冻结温度下降规律
        4.3.2 管片散热对土体冻结温度的影响
        4.3.3 冻结孔交叉对土体冻结温度的影响
        4.3.4 深度对土体冻结温度的影响
    4.4 实测结果验算
        4.4.1 冻结壁厚度计算
        4.4.2 冻结壁有效厚度计算
        4.4.3 冻结壁平均温度计算
        4.4.4 实测数据与数值模拟结果对比分析
    4.5 本章小结
第五章 超长联络通道冻结孔随机偏斜影响研究
    5.1 建立随机偏斜数值模型
    5.2 随机偏斜对冻结温度场的影响
    5.3 随机偏斜对关键冻结技术指标影响
        5.3.1 随机偏斜对冻结壁交圈时间影响
        5.3.2 随机偏斜对冻结壁厚度的影响
    5.4 随机偏斜影响与冻结深度的关系研究
        5.4.1 对冻结壁交圈时间影响
        5.4.2 对冻结速度的影响
        5.4.3 对冻结壁厚度的影响
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简介

(5)深部冻结黏土蠕变损伤耦合本构模型及应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 概述
    1.1 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 岩土蠕变损伤国内外研究现状
        1.2.2 人工冻土蠕变损伤国内外研究现状
    1.3 研究的内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
        1.3.3 研究目标
2 深部黏土物理力学性质试验研究
    2.1 试样来源
    2.2 常规土工参数试验
    2.3 深部土层热物理参数试验
    2.4 深部黏土三轴应力路径试验
    2.5 小结
3 应力路径下人工冻土三轴试验研究
    3.1 人工冻土三轴试验系统研制
        3.1.1 人工冻土三轴试验系统组成
        3.1.2 人工冻土三轴试验系统功能
    3.2 应力路径下人工冻土三轴剪切试验
        3.2.1 试验方法与步骤
        3.2.2 冻土三轴剪切应力路径试验
        3.2.3 试验结果分析
    3.3 人工冻土三轴应力路径蠕变试验
        3.3.1 试验方法与步骤
        3.3.2 应力路径下冻土三轴蠕变试验
        3.3.3 三轴蠕变试验结果分析
    3.4 卸载应力路径下冻土强度特性
    3.5 小结
4 人工冻土蠕变损伤耦合本构模型研究
    4.1 概述
    4.2 改进的Zienkiewicz-Pande人工冻土抛物线屈服准则
        4.2.1 Mohr-Coulomb直线型人工冻土屈服函数
        4.2.2 改进的Zienkiewicz-Pande抛物线型人工冻土屈服函数
    4.3 人工冻土蠕变损伤耦合本构模型
        4.3.1 蠕变损伤耦合本构模型
        4.3.2 人工冻土非线性黏弹性单元柔度矩阵
        4.3.3 人工冻土非线性黏塑性单元柔度矩阵
        4.3.4 人工冻土蠕变损伤耦合单元柔度矩阵
    4.5 人工冻土黏弹性损伤耦合问题有限元方法
    4.6 人工冻土蠕变损伤耦合本构模型在有限元程序中的实现
    4.7 人工冻土本构模型参数确定及验证
        4.7.1 人工冻土本构模型参数确定
        4.7.2 人工冻土本构模型三轴试验验证
    4.8 小结
5 基于黏弹塑损伤理论的冻结壁理论解
    5.1 深井冻结壁计算模型
    5.2 冻结壁损伤区应力场
    5.3 深井冻结壁黏塑区应力场和位移场
    5.4 深井冻结壁黏弹性区应力场和位移场
    5.5 小结
6 深立井冻结法凿井过程数值模拟
    6.1 ADINA非线性有限元软件
    6.2 深井冻结法凿井实测研究
        6.2.1 工程概况
        6.2.2 现场实测方案
        6.2.3 测试结果及分析
    6.3 深井冻结温度场数值模拟
        6.3.1 冻结管偏斜建模方法
        6.3.2 冻结温度场数值模拟结果及分析
    6.4 深井冻结法凿井开挖过程数值模拟
        6.4.1 建立空间冻结壁有限元计算模型
        6.4.2 数值模拟结果及分析
    6.5 小结
7 主要结论与创新点
    7.1 主要结论
    7.2 创新点
    7.3 开展进一步工作的设想
8 致谢
9 主要参考文献
附录 人工冻土本构模型部分子程序
作者简介及攻读博士学位期间主要科研成果

(6)深井冻结设计的智能方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 问题的提出
    1.2 冻结壁特性及其研究问题
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国内研究现状
        1.3.2 国外研究现状
    1.4 本文主要的研究工作
        1.4.1 研究目标
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 研究方法及技术路线
2 深井冻结壁设计理论
    2.1 冻结壁设计
        2.1.1 冻结壁外荷载的确定
        2.1.2 冻结壁厚度的计算
    2.2 多圈管冻结壁温度场的叠加计算
        2.2.1 冻结温度场的计算模型
        2.2.2 冻结温度场的叠加计算
        2.2.3 深表土冻结壁温度场叠加计算软件
    2.3 多圈管冻结方案设计及优化
        2.3.1 冻结方案设计应注意的几个问题
        2.3.2 冻结方案关键参数的设计
        2.3.3 多圈管冻结方案优化设计
    2.4 冻结设计智能方法研究依据
3 智能网络模型
    3.1 神经网络结构模型
        3.1.1 ANN的模型结构
        3.1.2 激活函数
    3.2 BP网络原理
        3.2.1 BP网络模型与结构
        3.2.2 BP网络学习规则
        3.2.3 BP网络的训练过程
        3.2.4 改进的BP算法
    3.3 遗传算法原理
        3.3.1 概述
        3.3.2 遗传算法基本原理
        3.3.3 遗传算法的构造
        3.3.4 遗传算法的操作步骤
    3.4 GA优化BP网络
        3.4.1 权值、阀值优化的方案设计
        3.4.2 优化算法步骤
        3.4.3 GA优化BP网络程序设计
4 深井冻结设计智能方法研究
    4.1 概述
    4.2 冻结设计数学模型
        4.2.1 冻结壁设计数学模型
        4.2.2 多圈管冻结方案设计数学模型
        4.2.3 多圈管冻结方案优化数学模型
    4.3 智能网络设计和训练方法
    4.4 学习样本构造
        4.4.1 冻结壁设计的学习样本
        4.4.2 多圈管冻结方案设计学习样本
        4.4.3 多圈管冻结方案优化学习样本
        4.4.4 样本归一化方法
    4.5 智能网络结构设计
        4.5.1 BP网络结构设计
        4.5.2 遗传算法设计
        4.5.3 BP网络训练参数
    4.6 训练过程及结果
5 多圈管冻结壁温度场灵敏度分析
    5.1 人工神经网络的灵敏度分析方法
    5.2 方案设计
        5.2.1 方案的工程背景
        5.2.2 多圈管冻结壁温度场的影响因子
        5.2.3 灵敏度分析内容
    5.3 多圈管冻结壁温度场灵敏度分析
        5.3.1 冻结管距离对温度场影响的灵敏度分析
        5.3.2 冻结壁温度场影响因子的灵敏度分析
6 深井冻结设计智能化软件
    6.1 概述
    6.2 冻结设计智能化软件设计要求
    6.3 软件设计思路及流程
    6.4 软件使用方法
        6.4.1 应用方法
        6.4.2 软件界面及操作方法
    6.5 软件应用
        6.5.1 测试样本
        6.5.2 计算结果
7 结论
    7.1 结论
    7.2 进一步的研究工作
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果

(8)饱和砂层斜井冻结壁与井壁相互作用力学机理研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 人工冻结斜井研究现状
        1.2.2 人工冻土温度场研究现状
        1.2.3 人工冻土应力场研究现状
        1.2.4 人工冻土水分迁移规律研究现状
        1.2.5 冻结壁与井壁相互作用研究现状
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
2 人工冻结砂土物理力学参数与破坏规律试验研究
    2.1 试验方案
        2.1.1 试验内容
        2.1.2 试样制备
        2.1.3 试验方法
    2.2 试验结果
        2.2.1 砂土物理参数试验结果分析
        2.2.2 人工冻结砂土热物理参数试验结果分析
        2.2.3 人工冻结砂土力学参数试验结果分析
        2.2.4 基于声发射试验的人工冻结砂土单轴压缩破坏规律研究
    2.3 本章小结
3 斜井冻结壁与井壁相互作用机理水热力耦合理论分析
    3.1 斜井冻结壁与井壁相互作用机理
        3.1.1 斜井冻结壁与井壁几何模型简化
        3.1.2 基本假设
        3.1.3 力学模型
    3.2 斜井冻结壁水热力耦合模型
        3.2.1 斜井冻结壁温度场分布数学模型
        3.2.2 冻结斜井冻结壁应力场分布数学模型
        3.2.3 冻结斜井冻结壁渗流场分布数学模型
        3.2.4 斜井冻结壁水热力耦合模型
        3.2.5 基于水热力作用下的冻结压力计算公式
        3.2.6 斜井冻结壁厚度计算公式
    3.3 本章小结
4 斜井冻结壁与井壁相互作用力学特性三维物理模拟试验研究
    4.1 冻结斜井三维物理模拟系统研制
        4.1.1 外部环境模拟系统
        4.1.2 加载系统
        4.1.3 人工冻结系统
        4.1.4 模型箱体
        4.1.5 数据采集系统
    4.2 相似准则和物理模拟材料的确定
        4.2.1 温度场相似准则
        4.2.2 应力场相似准则
        4.2.3 渗流场相似准则
        4.2.4 物理模拟材料确定
    4.3 试验方案
        4.3.1 工程背景
        4.3.2 试验目的
        4.3.3 监测内容及测点布置
        4.3.4 试验步骤
    4.4 模型试验结果分析
        4.4.1 温度变化规律
        4.4.2 冻结压力变化规律
        4.4.3 孔隙水压力变化规律
        4.4.4 冻结壁温度-时间计算公式
        4.4.5 冻结壁温度-冻胀力计算公式
        4.4.6 冻胀力-时间计算公式
    4.5 本章小结
5 斜井冻结壁与井壁相互作用水热力耦合FLAC~(3D)分析
    5.1 人工冻结斜井冻结壁水热力耦合计算
        5.1.1 热传导定律与热平衡方程
        5.1.2 基于水分迁移的水-热-力耦合方程
    5.2 计算工况
    5.3 模型建立与计算参数确定
        5.3.1 计算模型
        5.3.2 初始条件和边界条件
        5.3.3 计算参数
    5.4 模拟结果分析
        5.4.1 温度场模拟结果
        5.4.2 冻结压力模拟结果
        5.4.3 孔隙水压力模拟结果
        5.4.4 斜井冻结壁厚度计算公式验证
    5.5 本章小结
6 斜井冻结壁与井壁相互作用现场实测及井壁厚度设计
    6.1 冻结斜井冻结壁温度变化规律
        6.1.1 测点布置
        6.1.2 实测结果分析
        6.1.3 冻结壁温度-时间关系对比分析
    6.2 冻结斜井冻结压力、井壁受力及混凝土应变变化规律
        6.2.1 测点布置
        6.2.2 实测结果分析
        6.2.3 冻结压力计算公式验证
        6.2.4 冻胀力-温度关系对比分析
        6.2.5 冻胀力-时间关系对比分析
    6.3 冻结斜井冻结壁孔隙水压力变化规律
        6.3.1 测点布置
        6.3.2 实测结果分析
    6.4 基于冻结壁与井壁相互作用的斜井井壁厚度设计及施工方法
        6.4.1 影响斜井井壁稳定性因素
        6.4.2 井壁结构选择
        6.4.3 荷载模型选择
        6.4.4 井壁荷载确定
        6.4.5 计算模型
        6.4.6 施工方法
    6.5 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
致谢
参考文献
附录
    攻读博士学位期间发表的论文
    攻读博士学位期间申请的专利
    攻读博士学位期间的获奖
    攻读博士学位期间参与的科研项目

(9)广州地铁三号线水平冻结法施工数值分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题背景和意义
    1.2 国内外应用及研究现状
        1.2.1 人工地层冻结法应用现状
        1.2.2 人工地层冻结法研究现状
    1.3 研究意义及内容和方法
        1.3.1 研究意义
        1.3.2 内容和方法
第二章 冻土温度场基本理论
    2.1 冻土的组成
    2.2 冻土的物理及力学性质
        2.2.1 相变特性
        2.2.2 物质迁移特性
        2.2.3 热物理特性
        2.2.4 冻土的力学性质
    2.3 人工地层冻结法的温度场分析
        2.3.1 冻土的形成
        2.3.2 冻结温度场形成
        2.3.3 冻结温度场的数学模型
        2.3.4 冻结温度场分布规律
        2.3.5 冻结壁内平均温度
第三章 人工冻结法施工原理分析
    3.1 人工冻结法原理
    3.2 人工冻结法的优缺点
    3.3 人工冻结法的施工工艺
    3.4 人工冻结法设计及厚度计算理论
        3.4.1 冻土墙结构设计
        3.4.2 冻土参数的设计
        3.4.3 冻土墙厚度计算
    3.5 冻结时间计算
        3.5.1 冻结壁的交圈时间
        3.5.2 冻结时间经验公式
    3.6 人工冻结法信息化施工技术
第四章 有限元分析基本原理及热力学分析计算理论
    4.1 有限元法的基本原理
        4.1.1 有限元法分析计算的基本原理
        4.1.2 有限元法计算分析的基本步骤
    4.2 热力学分析计算理论
        4.2.1 ANSYS 热力学分析基本原理
        4.2.2 水热力耦合理论
第五章 广州地铁三号线水平冻结法施工的应用
    5.1 工程概况
    5.2 暗挖冻结法施工方案的确定
        5.2.1 地面交通情况
        5.2.2 不良地质
    5.3 冻结制冷施工
    5.4 冻结施工与隧道掘砌施工的配合
    5.5 施工监测
    5.6 冻结壁设计
        5.6.1 冻结施工技术参数
        5.6.2 冻结壁初步计算
第六章 积极冻结期冻结壁温度场及土层位移规律数值分析
    6.1 有限元温度一应力双场耦合方法简介
    6.2 计算区域与计算参数确定
        6.2.1 计算区域确定
        6.2.2 初始条件
        6.2.3 计算参数确定
    6.3 温度场 ANSYS 数值模拟计算
        6.3.1 有限元模型
        6.3.2 温度场模拟及积极冻结时间计算
        6.3.3 温度场与经验公式的计算结果比较分析
    6.4 位移分析
    6.5 本章小结
第七章 隧道开挖过程数值模拟分析
    7.1 概述
    7.2 数值模拟参数输入
        7.2.1 隧道冻结法施工方案
        7.2.2 计算模型
        7.2.3 参数选取
        7.2.4 荷载及边界条件
        7.2.5 本构模型的选择
    7.3 围岩应力分析
        7.3.1 第一主应力分析
        7.3.2 第三主应力分析
        7.3.3 剪应力分析
    7.4 位移场分析
    7.5 支撑内力分析
        7.5.1 轴力
        7.5.2 剪力
        7.5.3 弯矩
    7.6 本章小结
第八章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 展望
致谢
参考文献
在学期间发表的论著及取得的科研成果

(10)人工冻结温度场特性研究及导热系数反分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的提出
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 冻结温度场的研究现状
        1.2.2 岩土反分析的研究现状
    1.3 课题研究内容及技术路线
        1.3.1 主要研究内容及方法
        1.3.2 技术路线
2 冻结温度场的基本理论
    2.1 温度场的基本概述
    2.2 冻土热物理参数
    2.3 温度场变化过程的数学模型
        2.3.1 积极冻结阶段
        2.3.2 维护冻结阶段
        2.3.3 自然解冻阶段
3 冻土的导热系数试验
    3.1 试验研究的背景和意义
    3.2 试验研究的内容
        3.2.1 常规土工试验
        3.2.2 导热系数试验
        3.2.2.1 试验的原理
        3.2.2.2 试验的仪器
    3.3 试验的结果和分析
        3.3.1 试验结果
        3.3.2 试验分析
        3.3.2.1 导热系数与干密度的关系
        3.3.2.2 导热系数与含水率的关系
    3.4 本章小结
4 冻结温度场实测分析
    4.1 工程概况
        4.1.1 地质条件
        4.1.2 气候条件
        4.1.3 地下水位
    4.2 实测温度场分析
        4.2.1 冻结盐水温度实测变化
        4.2.2 测温孔温度实测变化
    4.3 本章小结
5 冻土的导热系数反分析和温度场数值模拟
    5.1 概述
    5.2 本文导热系数反分析的方法
        5.2.1 导热系数反分析的思路
        5.2.2 导热反分析数学模型
    5.3 导热系数反分析中的数值模拟
        5.3.1 ANSYS软件介绍
        5.3.2 建模、划分网格
        5.3.3 反分析计算结果
        5.3.4 冻结温度场的分析与预测
        5.3.4.1 冻结温度场分布云图
        5.3.4.2 交圈时间预测
        5.3.4.3 冻结壁有效厚度及平均温度
    5.4 本章小结
6 主要结论和展望
    6.1 主要结论
    6.2 本文展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果

四、深井人工冻结壁温度场分析(论文参考文献)

  • [1]深土冻土力学的研究现状与思考[J]. 马巍,王大雁. 岩土工程学报, 2012(06)
  • [2]煤矿立井冻结设计理论的研究现状与展望分析[J]. 杨更社,奚家米. 地下空间与工程学报, 2010(03)
  • [3]盾构进出洞水平冻结温度场及地表冻胀变形研究[D]. 张婷. 南京林业大学, 2013(03)
  • [4]滨海地层地铁超长联络通道冻结温度场发展规律研究[D]. 刘桐宇. 福建工程学院, 2020(02)
  • [5]深部冻结黏土蠕变损伤耦合本构模型及应用研究[D]. 李栋伟. 安徽理工大学, 2011(03)
  • [6]深井冻结设计的智能方法研究[D]. 张瑞. 安徽理工大学, 2006(10)
  • [7]煤矿立井冻结设计理论的研究现状与展望分析[A]. 杨更社,奚家米. 西部矿山建设工程理论与实践, 2009
  • [8]饱和砂层斜井冻结壁与井壁相互作用力学机理研究[D]. 孙杰龙. 西安科技大学, 2018(01)
  • [9]广州地铁三号线水平冻结法施工数值分析[D]. 李吉林. 重庆交通大学, 2013(03)
  • [10]人工冻结温度场特性研究及导热系数反分析[D]. 江帆. 安徽理工大学, 2016(08)

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深井人工冷冻壁温度场分析
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