寒區(qū)隧道凍害形成機(jī)理與防治對(duì)策研究.pdf

1、本文以藏東地區(qū)珠角拉山寒區(qū)隧道工程為依托，在參考國內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)寒區(qū)隧道溫度場(chǎng)、凍脹力進(jìn)行了計(jì)算和分析。模擬分析隧道溫度的動(dòng)態(tài)分布規(guī)律及其影響因素；研究分析了寒區(qū)隧道溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的耦合關(guān)系，得出凍脹力的分布規(guī)律；對(duì)寒區(qū)隧道凍害現(xiàn)象及凍害機(jī)理進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的預(yù)防對(duì)策與治理措施。主要結(jié)論如下：
　　 ①寒區(qū)隧道溫度沿進(jìn)深大致呈拋物線型分布，寒冷季節(jié)，洞口溫度低，中間溫度高；暖季相反，中間段溫度低，進(jìn)出口溫度高。

2、同一斷面的隧道初始溫度場(chǎng)，隧道拱頂?shù)膰鷰r溫度最高，沿邊墻逐漸減小，到仰拱底達(dá)到最低。隧道圍巖的最小最大凍融范圍應(yīng)該在隧道拱頂和仰拱底處，其他位置圍巖的凍融范圍介于拱頂圍巖和仰拱底圍巖之間。
　　 ②隧道洞口段圍巖溫度總體上向壁后隨深度的增加而呈非線性增長(zhǎng)的總體變化態(tài)勢(shì)。二次襯砌混凝土和保溫層厚度的增加，都可以明顯減小其洞口段圍巖的凍結(jié)深度；而隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)混凝土導(dǎo)熱性能的變化對(duì)圍巖凍結(jié)深度的影響則不甚明顯。
　　 ③在考慮

3、凍脹力、圍巖凍土的彈塑性以及隧道圍巖的凍融變化耦合影響后，隧道的壓力和位移都有所變化，由于襯砌結(jié)構(gòu)剛度大，所以隧道襯砌結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化幅度較大；在設(shè)置保溫層后，寒區(qū)隧道的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力都有所減小，同時(shí)除仰拱向上位移外，隧道圍巖的位移都有所減小。
　　 ④圍巖的凍融循環(huán)是造成隧道襯砌失穩(wěn)破壞的基本因素，而隧道圍巖在凍脹過程中的水分遷移增強(qiáng)了凍脹的破壞性。根據(jù)凍脹作用機(jī)理和水體尺度的不同，隧道襯砌的凍脹現(xiàn)象分為微觀凍脹、細(xì)觀凍脹和宏觀