寒區(qū)隧道溫度場數(shù)值分析研究.pdf

1、隨著中國高速公路的快速發(fā)展，以及國家政策的扶持，西部高海拔地區(qū)和東北部高寒地區(qū)也將出現(xiàn)更多公路隧道。由于氣候寒冷，東北部隧道很容易受到隧道凍害的影響。隧道襯砌結(jié)構(gòu)的病害有:開裂，脫皮，掛冰和路面積水，結(jié)冰等，嚴重削弱了隧道正常功能和使用壽命。為了隧道更好的運營，我國隧道從業(yè)者提出了多種應(yīng)對隧道凍害的措施，但效果不盡如人意。為此，本文研究了寒冷地區(qū)隧道的保溫防凍問題。通過大量國內(nèi)外相關(guān)資料的研究分析比較了寒區(qū)隧道應(yīng)用的防凍措施的優(yōu)劣，通過

2、對隧道溫度場模擬以及凍害機理特征的分析，揭示隧道圍巖溫度場隨時間的變化規(guī)律。描述了隧道凍結(jié)引起的變化規(guī)律和凍害造成的直接和間接原因和條件，并針對這些原因和條件給出了相應(yīng)的控制措施。分析總結(jié)了隧道凍害產(chǎn)生的機理，從微觀、細觀以及宏觀三個角度分別闡釋了凍脹原理。結(jié)合彈性力學(xué)，粘彈性力學(xué)兩個方面對圍巖的凍脹力進行了理論分析，并給出了理想條件下圍巖凍脹力的解析解。利用數(shù)值分析軟件ANSYS對圍巖的凍脹力在不同埋深、凍脹率、凍融厚度情況下分別進行