原文传递
寒区隧道冻害形成机理与防治对策研究
| 论文题名： | 寒区隧道冻害形成机理与防治对策研究 |
| 关键词： | 寒区隧道;围岩温度场;冻胀力;冻害机理;防治措施 |
| 摘要： | 本文以藏东地区珠角拉山寒区隧道工程为依托，在参考国内外有关文献的基础上，对寒区隧道温度场、冻胀力进行了计算和分析。模拟分析隧道温度的动态分布规律及其影响因素；研究分析了寒区隧道温度场与应力场的耦合关系，得出冻胀力的分布规律；对寒区隧道冻害现象及冻害机理进行了分析，并提出了相应的预防对策与治理措施。主要结论如下： ①寒区隧道温度沿进深大致呈抛物线型分布，寒冷季节，洞口温度低，中间温度高；暖季相反，中间段温度低，进出口温度高。同一断面的隧道初始温度场，隧道拱顶的围岩温度最高，沿边墙逐渐减小，到仰拱底达到最低。隧道围岩的最小最大冻融范围应该在隧道拱顶和仰拱底处，其他位置围岩的冻融范围介于拱顶围岩和仰拱底围岩之间。 ②隧道洞口段围岩温度总体上向壁后随深度的增加而呈非线性增长的总体变化态势。二次衬砌混凝土和保温层厚度的增加，都可以明显减小其洞口段围岩的冻结深度；而隧道支护结构混凝土导热性能的变化对围岩冻结深度的影响则不甚明显。 ③在考虑冻胀力、围岩冻土的弹塑性以及隧道围岩的冻融变化耦合影响后，隧道的压力和位移都有所变化，由于衬砌结构刚度大，所以隧道衬砌结构的应力变化幅度较大；在设置保温层后，寒区隧道的拉应力和压应力都有所减小，同时除仰拱向上位移外，隧道围岩的位移都有所减小。 ④围岩的冻融循环是造成隧道衬砌失稳破坏的基本因素，而隧道围岩在冻胀过程中的水分迁移增强了冻胀的破坏性。根据冻胀作用机理和水体尺度的不同，隧道衬砌的冻胀现象分为微观冻胀、细观冻胀和宏观冻胀等三类。导致寒冷地区公路隧道冻害发生的原因可以总结为两个基本因素，即低温和适量的水。提高衬砌混凝土的抗渗抗冻能力，对隧道采取保温或供热措施是防治寒区隧道冻害的有效措施。 |
| 作者： | 姚伟 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 徐林生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
