【摘要】：內(nèi)蒙古大準鐵路沿線許多隧道均出現(xiàn)了較多的凍害問題如:襯砌凍脹、開裂、剝落、滲漏水等,這些凍害問題會嚴重影響線路的正常運行�；谏鲜鲈�,急需對隧道的溫度場分布規(guī)律及凍脹影響因素進行分析。本文依托典型的寒區(qū)凍害隧道一大準鐵路雞鳴驛隧道,在查清隧址區(qū)的氣象水文、地質(zhì)條件、工程特點以及隧道凍害特征和分布的前提下,使用測溫元件對隧道部分斷面的溫度進行監(jiān)測,分析實測溫度數(shù)據(jù)的分布規(guī)律;使用擬合方法研究隧道溫度場分布特征;利用ANSYS軟件模擬分析隧道部分斷面的溫度場在各種工況下的分布特征和變化規(guī)律;結(jié)合雞鳴驛隧道的地質(zhì)條件、工程特點及溫度場分布規(guī)律計算分析隧道凍脹力大小,由計算過程及結(jié)果定量分析影響隧道的凍脹因素;根據(jù)本工程凍害的實際情況提出適用的凍害治理措施。主要完成了以下工作:(1)通過對隧道地質(zhì)條件、氣象水文、工程特點的調(diào)查以結(jié)合隧道凍害特點和分布,定性分析隧道凍脹凍害發(fā)生的主要因素的是"低溫"和"水"加之本身使用時間較長且沒有較全面的考慮防凍害措施。(2)通過對隧道不同斷面和深度進行溫度監(jiān)測,分析研究實測溫度的分布規(guī)律;用數(shù)學(xué)擬合的方法分析隧道溫度在時間和空間上的變化規(guī)律,并研究溫度擬合在分析隧道溫度場規(guī)律上的可行性。通過分析可以得出在寒冷冬季距離隧道口越遠的位置,平均溫度越低,距離隧道襯砌表面徑向深度越深的位置,平均溫度越高,溫度振幅越低;溫度擬合能快速有效分析隧道溫度場分布規(guī)律。(3)利用ANSYS有限元軟件對隧道斷面4天在然工況下和斷面1在天然工況下和不同保溫層厚度工況下進行了溫度場的模擬,并結(jié)合實測溫度數(shù)據(jù),分析隧道斷面在各種工況下溫度場的分布規(guī)律變化,為隧道治理提供依據(jù);(4)結(jié)合隧道溫度場分布規(guī)律和工程特點,分別計算雞鳴驛1號巖質(zhì)圍巖隧道和雞鳴驛2號土質(zhì)圍巖隧道的凍脹力大小分析影響凍脹因素,通過計算和分析,可以得出影響圍巖凍脹的主要因素是水、低溫、圍巖條件和襯砌條件,計算及分析結(jié)論可為消減凍脹、減輕凍害提供理論支撐。(5)結(jié)合雞鳴驛隧道工程特點、凍害類型和隧道溫度場模擬結(jié)論提出適合本工程的治理方案。確定在距離隧道口100m范圍內(nèi)鋪設(shè)5cm厚的保溫層,對其余有凍害發(fā)生部位鋪設(shè)3cm保溫層保溫層厚度,厚度可根據(jù)工程實際適當(dāng)增加;對于凍害發(fā)生較嚴重的部位,如部分積水冒冰的部位可以使用注漿的方式排水加固。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U457.2

【參考文獻】

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本文編號：2517274