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哈尔滨黎明大道路隧涎流冰成因调查与分析
| 论文题名： | 哈尔滨黎明大道路隧涎流冰成因调查与分析 |
| 关键词： | 寒区隧道;涎流冰;温度场;生长发育;数值模拟 |
| 摘要： | 公路隧道工程的建造成为了提高人们出行便利的重要途径，但隧道渗漏一直是个质量通病，该类问题也一直是工程建设者与公路隧道管理人员重点关注的问题。通过调查发现，北方寒冷地区由于低温时间长，隧道渗水处大量涎流冰冻结发育，严重影响交通安全和隧道结构强度等级。由此可见，尽早地对路隧涎流冰产生的危害做出预防，具有很大的必要性。 为此本文依托哈尔滨黎明大道公路隧道，通过国内外相关资料调研、病害情况实地调查、模拟实验和成冰原理分析，对寒冷地区公路隧道涎流冰现象的发育规律和内部形成机理展开研究，并总结防治措施，通过对比分析提出合理的除冰方案。主要的研究内容如下: 1.针对黎明大道公路隧道涎流冰现象进行多次现场勘察，记录涎流冰发育过程和形态特征。并根据各寒区隧道冻害情况和该隧道现场勘察结果，对公路隧道涎流冰病害问题展开分析，并将其形成原因归纳为气温条件、水文特征、人为因素、冻胀力作用四大影响因素，结合实际工程背景做出总结。 2.以哈尔滨黎明大道公路隧道为例，利用ANSYS有限元软件建立数值模型分析隧道温度场分布特征。不仅证实了长期的低温环境导致隧道结构内部产生温度应力，在一定程度上对衬砌结构产生破坏，导致开裂渗漏，也说明了在隧道建设过程中设置保温层对防止隧道发生冻害具有重要意义。另外，通过对保温层时效分析，得出8cm聚氨酯保温层有助于减缓冻结圈向外扩张，使得围岩的冻结深度有所减小，以防隧道发生冻害。 3.根据黎明大道公路隧道涎流冰病害现场调查结果，制定现场试验，模拟冰柱生长发育过程，记录冰体形成过程，分析其形态特征和发育规律。根据试验结果，总结温度、热通量以及供水速率对冰柱冻结发育的影响和作用，在制定隧道冰害防治方案时可将这些重要因素考虑在内，明确新的研究方向。模拟试验所得结论，不仅可为隧道冰柱形成原因做出理论分析，也对类似工程实际具有指导意义，为隧道冰害防治提供新的研究思路。 4.在上述资料调研、模拟实验和形成原因分析的基础上，针对哈尔滨黎明大道路隧涎流冰现象提出防治措施，主要包括隧道防渗漏措施和防冻保温措施，总结现有的工程技术，并在其基础上探讨新的治理方案，所得结论可为类似冻害防治提供参考和借鉴。 |
| 作者： | 赵天望 |
| 专业： | 土木水利 |
| 导师： | 戴长雷;王吉良 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 黑龙江大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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