【摘要】：襯砌、圍巖中的反復(fù)凍融往往伴隨著開裂、剝落等風(fēng)化作用,傳統(tǒng)的防凍理論假定環(huán)境年溫度正弦變化從而低估了二襯凍融次數(shù)。自主開發(fā)了一款適應(yīng)低溫環(huán)境的溫度自動記錄儀,對季凍區(qū)隧道過渡段襯砌表面溫度進行了長期、高頻監(jiān)測。推導(dǎo)了適應(yīng)復(fù)雜初始、邊界條件的多層圓筒一維瞬態(tài)導(dǎo)熱差分方程,通過算例驗證了其計算精度。將監(jiān)測數(shù)據(jù)作為邊界條件代入差分方程模擬了真實襯表溫度波動下隧道過渡段二襯凍融過程,并探討了保溫層鋪設(shè)位置對凍融的影響。結(jié)果表明:距襯表約5 cm范圍內(nèi)溫度波動劇烈;二襯內(nèi)部每年會經(jīng)歷一次季節(jié)性凍結(jié)及若干次短周期凍融;在二襯與初支之間鋪設(shè)保溫層后,短周期凍融循環(huán)次數(shù)及季節(jié)性凍結(jié)起、止時間基本不變,而短周期凍融深度有所擴大;在二襯表面鋪設(shè)保溫層能使內(nèi)部始終處于正溫,有利于隧道防凍。
[Abstract]:The repeated freeze-thaw in the lining and surrounding rock tends to be accompanied by weathering, such as cracking, peeling and the like, and the traditional anti-freezing theory assumes that the annual temperature of the environment changes so as to underestimate the number of freeze-thaw cycles of the two liners. An automatic temperature recorder is developed to adapt to the low-temperature environment, and the surface temperature of the lining surface of the tunnel transition section of the seasonal freezing zone is long-term and high-frequency monitoring. A one-dimensional transient thermal differential equation for multi-layer cylinder with complex initial and boundary conditions is derived, and its calculation accuracy is verified by an example. The monitoring data is substituted into the difference equation as the boundary condition to simulate the two-lining freeze-thaw process of the tunnel transition section under the temperature fluctuation of the real lining table, and the influence of the laying position of the heat-insulating layer on the freeze-thaw is also discussed. The results show that the temperature fluctuation is severe in the range of about 5 cm from the surface of the liner, and one seasonal freezing and several short-period freeze-thaw cycles are experienced in the second liner. After the heat-insulating layer is laid between the second liner and the primary branch, the number of freeze-thaw cycles and the seasonal freezing of the short period are almost the same. And the freezing and thawing depth of the short period is expanded; and the heat preservation layer is paved on the two lining surfaces, so that the internal part is always in the normal temperature, and the anti-freezing of the tunnel is facilitated.
【作者單位】： 中南大學(xué)土木工程學(xué)院;五邑大學(xué)土木建筑學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(51008308,51478473,51578550,51538009)
【分類號】：U457.2

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本文編號：2442998