季冻区朝阳隧道温度场及冻胀力研究

发布时间：2024-04-13 20:47

　　随着我国经济的快速发展,东北地区高速公路网日趋完善,在修建高速公路的过程中,遇到多山的地形条件,隧道发挥着重要的作用。由于东北地区冬季气候寒冷,隧道围岩中水的存在,围岩中的水温度降低发生水—冰相变,使围岩发生冻结膨胀,在未冻围岩及衬砌的约束下,此时衬砌会承受冻结围岩变形而产生的冻胀力,从而发生一系列冻害,威胁行驶车辆及人的生命安全,阻碍交通正常运行。因此,季冻区隧道的冻害机理研究与防治是十分必要的。通过对季冻区发生冻害现象隧道的研究,表明围岩的温度场分布以及由于围岩冻胀对衬砌产生的冻胀力是影响隧道冻害的主要原因;本文以季冻区鹤大高速公路朝阳隧道为依托工程,采用室内试验、现场监测、理论分析以及数值模拟的方法来研究温度场及冻胀力;通过现场监测及室内试验确定相关参数,数值模拟分析朝阳隧道围岩温度场的分布规律并为冻胀力的计算提供冻结深度参数;采用弹性力学理论计算以及热—结构间接耦合数值模拟的方法对冻胀力的分布规律及影响因素进行研究;通过对温度场和冻胀力的研究,对隧道防冻害提供理论参考。主要结论如下:导热系数随着花岗片麻岩含水率的增大,先增大,达到饱和后再减小;天然含水状态花岗片麻岩的导热系数在...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1防冻保温层措施

第1章绪论冻保温措施中也有相应的措施，总结起来，主要有防把衬砌背后一定范围内围岩中的水收集起来，再把水是把排水系统设置在仰拱围岩下部非冻结圈内，由于岩水系统发生冻结，顺利将水排出，防止冻害的发生；用在较为寒冷的地区，其原理为，将排水沟通过主动加水的畅通排出；防冻隔热层见图....

图2.1朝阳隧道进口段地质平面图

条件隧道所在区域为亚洲温度带大陆季风气候，冬长夏短，冬季，其中冬季的积雪厚度大约为0.5m，在7至8月为汛期，较大，冬夏季的风向较为混乱。汛期降水约1242.8mm，该气温度-43℃，最高约37℃，全年均温5.2℃。地质条件地貌隧道所处地区为长白山西南麓支脉山区，....

图2.2朝阳隧道出口段地质平面图

图2.2朝阳隧道出口段地质平面图道穿过断层较多，在隧道进出口段断层有F1、F2和F7断隧道进口段，F1断层斜交隧道洞口部位，F2断层斜近，两条断层倾向北西，倾角约50°左右。隧道进口段受风化强烈，岩体破碎。F7断层位于隧道出口段附近，斜倾向北西，倾角较陡，受其....

图2.3积水冻胀模型

第2章朝阳隧道工程概况及季冻区隧道冻害机理分析量的研究成果，总结起来，主要分为以下三种学说[56][57][58]：①积水冻②含水风化层学说；③冻结圈整体冻胀学说2.3.1积水冻胀模型积水冻胀学说认为，隧道衬砌背后的围岩由于施工等因素与衬砌之定的空间，如在混凝土的喷射施工....

本文编号：3953603