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原文传递寒区公路隧道施工期温度传播规律及抗防冻措施研究

论文题名：	寒区公路隧道施工期温度传播规律及抗防冻措施研究
关键词：	数值模拟;公路隧道;抗防冻措;温度传播
摘要：	寒区隧道由于其具有高海拔、昼夜温差大等特殊气候条件，不但在运营过程中会产生温度影响、冻胀等冻害问题，对运营的安全造成威胁，同时在冬季施工过程中也会产生一些冻害问题，会对施工的安全造成威胁，甚至会对隧道的运营造成安全隐患。通过资料调研、理论研究、现场测试和数值模拟的方法，研究寒区隧道在冬季施工期间洞内外温度变化规律、围岩温度传播特性、影响围岩温度传播的因素、衬砌在冬季施工时受力特性和施工期抗防冻综合措施，并主要得到如下结论: 　　(1)根据白马隧道现场测试结果，得到施工期寒区隧道洞内、外温度变化规律;隧道在冬季施工期间，施工通风对衬砌以及围岩温度分布以及变化的影响规律;二衬混凝土的浇筑对衬砌以及围岩温度分布以及变化的影响。　　(2)通过数值计算结果，得到洞内温度变化规律与洞外变化规律相近，但是距离风管出口越远，空气温度变化幅度越小;围岩温度随着外界温度的降低而降低，同时，温度变化敏感程度随着围岩深度的增加而降低，而同一横断面温度呈“沉降槽”式分布;对于没有施作二衬的围岩，围岩最外层约0.5m内温度变化距离，基本与风管出口温度相同，为温度变化“敏感”区域。　　(3)通过数值模拟探究寒区隧道施工期围岩温度影响因素以及传播规律可知，风机进口风速的增大、围岩与外界温差的增大和开挖深度的变短对围岩温度分布规律产生一些相同的影响，都会使同一横断面围岩温度随着深度的加深先升高后稳定、同一纵断面围岩距离风管出口越近温度越低、温度影响区域温度变化梯度增加、“温度沉降槽”加深。　　(4)寒区隧道施工期围岩温度影响深度得到如下结果，对于有二衬施作区域的围岩，温度影响深度相同，且围岩温度影响深度随风速的增加而增加、围岩温度的升高先减小后增加、外界温度的降低而降低、隧道开挖距离的增加而降低。对于没有二衬施作区域的围岩，围岩温度影响深度不随风管风速的变化而变化，但随着围岩温度的升高而增加、外界温度的降低而降低、隧道开挖距离的增加而降低。但是没有二衬施作的围岩温度影响深度要比有二衬施作的围岩深。　　(5)对于施工期寒区隧道，为避免或减小由于施工通风而引起隧道冻害最为直接的就是控制通风空气和围岩的温差或通过保温层降低甚至避免冷空气对衬砌以及围岩的影响。保温层可以有效阻隔施工通风回流空气对隧道内衬砌和围岩温度的影响，不但可以降低围岩温度影响深度，且在围岩温度影响区域内温度也比较均匀、稳定。同时，衬砌结构水平最大应力减小23.56％，竖向最大应力减小5.25％，最大主应力减小10.44％，而且会减小衬砌的收敛变形，尤其对隧道拱项下沉的限制最为明显。
作者：	范建国
专业：	建筑与土木工程
导师：	曾艳华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文