原文传递
季节性冻土隧道模型试验与水热力数值模拟研究
| 论文题名： | 季节性冻土隧道模型试验与水热力数值模拟研究 |
| 关键词： | 隧道工程;季节性冻土;冻害分析;冻融圈范围;冻胀位移;水分迁移速率 |
| 摘要： | 随着“一带一路”建设推进，季节性冻土地区的铁路和公路隧道不断增多，国内众多季节性冻土隧道运营状态表明，冻害广泛存在。在以往的季节性冻土隧道建设中重点关注隧道结构和围岩温度分布，冻害本质是水热力共同作用的结果。为了进一步明确季节性冻土隧道水热力演化规律，论文开展室内试验，推导水热力控制方程，进行数值模拟验证理论模型和试验模型。论文的主要研究内容及结论如下： (1)论文基于多孔介质理论和基本假设，推导了饱和冻土的水-热-力耦合模型的质量守恒方程、能量守恒方程和线性动量平衡方程，给出了初始条件、边界条件，通过对已有研究成果的再现对比分析表明，论文推导的控制方程组准确、合理。 (2)论文基于饱和介质水热力控制方程组，采用方程分析法推导了隧道模型试验的相似比系数关系式，获得了隧道模型试验的时间相似比和几何相似比，以新疆玉溪莫勒盖隧道为原型，制定了隧道模型试验方案，开展了隧道模型试验，获得了模型试验的温度场、冻结深度等分布规律。 (3)采用COMSOL Multiphysics有限元软件重现了隧道模型试验工况，分析了不同渗透系数、排水和不排水边界等工况，获得了不同工况下的隧道冻融圈范围、冻胀位移、水分迁移速率等规律。 |
| 作者： | 李明勇 |
| 专业： | 土木工程;桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 周元辅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
