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高海拔季节性冻土隧道围岩温度场研究
| 论文题名： | 高海拔季节性冻土隧道围岩温度场研究 |
| 关键词： | 季节性冻土;温度场;数值模拟;隧道围岩 |
| 摘要： | 随着西部大开发战略的进一步实施，西部地区交通基础设施建设迎来了新一轮高峰。越来越多的穿越复杂地质条件的公路隧道工程正在建设当中，其中不乏穿越高海拔地区季节性冻土地带的隧道工程。季节性冻土冬季冻结，夏季融化，这种反复冻融作用会影响隧道主体安全，缩短了隧道的使用寿命。因此对季节性冻土隧道围岩的温度场研究显得非常重要。本文依托穿越高海拔季节性冻土地带的汶马高速公路鹧鸪山隧道工程，对该隧道工程出口段的隧道围岩温度场分布情况展开细致研究，主要研究内容有: 1.通过现场监测，掌握隧道出口段外环境大气温度的变化规律，研究其与隧道围岩温度分布的关系，得到描述大气温度变化的正余弦函数曲线。大气温度具有正余弦曲线变化，拟合出的月平均气温曲线为T=16sin(π/6t-2/3π)+8。 2.通过对隧道内不同里程处的空气温度的监测，研究其与隧道围岩温度分布的关系，得到隧道内气温随着纵向深度的变化曲线。隧道内的空气温度变化也具有正余弦函数变化趋势。 3.通过对隧道不同纵向深度的围岩温度进行监测，研究隧道围岩温度与隧道纵向深度之间的关系，得到隧道围岩温度随纵向深度变化曲线。隧道贯通前，冬季围岩温度随着纵向深度的增加而升高，直到稳定地温。夏季变化与上述趋势相反。 4.通过同一纵向深度的围岩不同径向距离处的温度监测，研究围岩温度与径向距离之间的关系，得到隧道内围岩温度与径向距离的变化曲线。隧道围岩温度在0～1.5m范围内梯度较大，超过1.5m范围，围岩温度逐渐稳定。 5.运用数值计算软件FLAC3D计算得到了隧道出口段洞口隧道围岩的温度场在不同温度条件下的分布情况以及负温范围并预测了该隧道洞口隧道围岩在运营阶段使用不同年限的隧道围岩温度场分布情况。冬季月平均气温低于-4度时，衬砌结构完全出现负温。 6.隧道运营5年以后，围岩负温范围达到一新的稳定值1.26m。 |
| 作者： | 肖洵 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 陈寿根 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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