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高海拔高寒公路隧道的抗防冻技术研究
| 论文题名： | 高海拔高寒公路隧道的抗防冻技术研究 |
| 关键词： | 公路隧道;冻害防治;保温层设置;数值模拟;高寒地区 |
| 摘要： | 随着中国基础设施建设的发展，今后在高海拔高寒地区将会有许多长大隧道项目出现，而在高海拔高寒地区修建隧道将不可避免的面临隧道抗防冻的问题，从国内外建成的工程实例中可以看出冻害对隧道造成了不可忽视的影响，因此对高海拔高寒地区隧道的抗防冻研究显得十分迫切。 本文结合四川省阿坝州雪山梁隧道实际工程，首先对工程环境温度进行了调研并以此作为研究依据;然后在查阅大量相关文献的基础上，利用数值模拟的方法，建立了不同保温层设置方式、不同保温材料、不同保温层厚度情况下的隧道模型，用以研究不同情况下的隧道保温效果;最后对排水沟的保温方式做出了进一步的优化。在研究中主要得出的结论如下: (1)在隧道结构中设置保温隔热层能够有效的减小低温对围岩的影响，围岩中的低温区域明显减小，并且当保温层设置在二次衬砌表面时保温效果更好，在工程实际中推荐采用表面敷设法设置保温层。 (2)计算选取了聚氨酯、聚苯乙烯，岩棉三种保温材料作为隧道保温层，分析其计算结果显示聚氨酯的保温效果最好，聚苯乙烯泡沫次之，岩棉的保温效果最差。并且当采用膨胀矿渣珠混凝土作为衬砌混凝土时，保温效果要优于普通混凝土。建议在满足结构承载能力的前提下在寒区隧道洞口采用聚氨酯+膨胀矿渣珠混凝土。 (3)采用聚氨酯泡沫板作为隧道保温层时，保温层厚度每增加1cm，保温层两侧的温差升高0.4℃～0.9℃不等，并且随着保温层厚度的增加保温层两侧的温差增幅变小。 (4)通过川黑希范公式计算得保温段的长度约为639.93m，类比同地区的鹧鸪山隧道保温设防长度800m，雪山梁隧道采用的主洞两端洞口约720m、平导两端洞口约900m保温设防长度基本能满足隧道保温要求。 (5)仅将中央排水沟埋置在冻深线以下不能够满足其抗冻要求。建议在洞口段的中央排水沟埋置深度应该增加至1.5m。如果无法增加中央排水沟的埋置深度，可以在排水沟的盖板内侧以及排水沟两侧壁设置保温层，增强排水沟的抗防冻能力，确保排水沟内的地下水不结冰形成冻胀影响结构安全。 |
| 作者： | 马启腾 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 李明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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