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青藏高原隧道温度场分布特性及衬砌结构稳定影响研究
| 论文题名： | 青藏高原隧道温度场分布特性及衬砌结构稳定影响研究 |
| 关键词： | 公路隧道;温度场;耦合分析;分布特性;衬砌结构稳定;数值模拟 |
| 摘要： | 本文依托共和至玉树公路的鄂拉山隧道工程实例，采用基于Mohr-Coulomb屈服准则的理想弹塑性模型作为岩土体本构，展开了应力场—温度场耦合数值模拟，对青藏高原严酷环境条件下隧道的温度场与衬砌结构稳定影响因素展开了系列研究。论文分析了考虑多影响因素下的各因素影响程度，并得到了系列结论，对寒区隧道的建设具有一定的指导意义。 论文首先进行了隧道温度场数值模拟研究，基于不同纵深隧道的有限元模型，在多工况下分析了围岩和衬砌的温度场。结果表明：衬砌底部中轴线最高温度与最低温度差值随纵深发展不断增大，温度变化速率先快后慢，逐渐趋向于平稳，隧道进口约前40m变化较快，且衬砌底部温度明显高于顶部。在此基础上，进行了隧道变形与应力数值模拟研究，在多工况下分析了不同衬砌材料的主应力和各部位位移。结果表明：衬砌的拱肩及拱脚位置容易产生应力集中和最大位移量。在考虑温度应力后，应力值大幅升高且以拉应力为主，而位移分布整体上保持不变。最后开展了隧道影响因素研究，计算了重要参数下隧道衬砌温度、应力和位移分布的变化规律，探讨了影响隧道衬砌性能的主要因素。结果表明：对复合衬砌结构稳定影响最大因素为温差，其次为线膨胀系数和接触面摩擦系数。 |
| 作者： | 隗合杰 |
| 专业： | 水工结构工程 |
| 导师： | 孙新建 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青海大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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