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昆仑山铁路隧道与拟建公路隧道合理间距研究
| 论文题名： | 昆仑山铁路隧道与拟建公路隧道合理间距研究 |
| 关键词： | 铁路隧道;围岩温度场;分布规律;数值模拟 |
| 摘要： | 本文针对温度场对2座寒区隧道之间的最小合理间距进行了研究。重点分析了邻近寒区隧道之间的围岩温度场随时间的变化情况，并提出了一种判断相邻寒区隧道间距是否合理的方法。 为了尽量缩小环境破坏的范围，便于参考已建成线路进行勘察、设计、施工，避免浪费额外的人力、物力和财力。必然会出现较多的新建隧道与已建隧道相邻的情况。本文围绕已建成通车的青藏铁路昆仑山铁路隧道展开，并在距离该隧道右边墙的水平位置25m～35m范围内模拟新建一个公路隧道，采用数值模拟、数据对比的方法分析研究了两座邻近寒区隧道之间围岩的温度场分布状况。本文还研究了3个特定位置的围岩温度在不同时间、不同间距和不同工况下的温度变化情况。本文最后还采用ANSYS软件里面的优化模块(/OPT)，通过优化设计确定了考虑温度场下两座寒区隧道合理间距的可行域，并最终确定了两座寒区隧道的最小合理间距BHmin。 首先针对两座相邻寒区隧道温度场的影响规律，结合工程实例，采用数值模拟手段进行瞬态温度分析，采用25m和35m两个极限间距的模型作为典型工况，对比在修建新隧道与不修建新隧道2种情况下，昆仑山铁路隧道附近的围岩温度在不同时期的不同状态，研究得到了对既有隧道附近围岩温度场的影响规律。主要规律为新建隧道施工期间对两条隧道之间围岩温度场的影响远大于新隧道通车后对两条隧道之间围岩温度场的影响。整个温度场在新隧道通车后（第16年）明显开始趋于稳定。 然后使用ANSYS优化模块。优化的目标是当新隧道通车时，对既有隧道原有温度场的干扰能够消除。计算了在同一种施工方案下，新建公路隧道既有昆仑山铁路隧道的影响，给定了优化设计的的约束条件和临界条件，最终找出了的合理间距区间BH，并找出了最小合理间距BHmin。 最优方案满足的主要约束条件为:B∈[25m,35m]。满足的临界条件为:ΔT16max≤0.2℃。当B=BHmin时，距既有隧道15m的D15位置的ΔT16max=0.19426℃＜0.2℃，计算结果正确。 最优方案下，新建隧道通车后，两隧道之间围岩的最高温度变化约在-2.681℃～-2.752℃范围，比第10年同期温度仅下降了1.9％～4.6％。这表明新隧道通车后对两条隧道之间围岩温度场的影响已基本消除。 |
| 作者： | 董竞涛 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张学富 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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