【摘要】：近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資規(guī)模不斷擴(kuò)大,我國(guó)在寒冷地區(qū)修建了大量的公路隧道和鐵路隧道。寒冷地區(qū)修建隧道技術(shù)比一般地區(qū)要復(fù)雜的多,其中一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題是寒區(qū)隧道一般受到季節(jié)性凍融、凍脹的影響,這種周期性凍融及凍脹作用將造成隧道結(jié)構(gòu)的破壞。隧道洞口段一般埋深較淺,容易受到地表降水的滲流影響,洞口附近襯砌及圍巖常年受到外界大氣溫度變化的影響,更容易在溫度場(chǎng)的影響下產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞,洞口附近發(fā)生凍害的幾率大大高于洞內(nèi)段,因此寒區(qū)隧道的研究重點(diǎn)就是隧道洞口附近的防寒保溫設(shè)計(jì)。本文依托冀北寒區(qū)某隧道,對(duì)該隧道冬季情況下的溫度場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)測(cè)和分析,利用數(shù)值模擬方法研究了不同因素對(duì)寒區(qū)隧道溫度場(chǎng)的影響規(guī)律,對(duì)保溫隔熱層的保溫效果及合理設(shè)置進(jìn)行了研究,并對(duì)寒區(qū)隧道洞口附近襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化規(guī)律進(jìn)行了研究。主要得出以下結(jié)論:(1)通過(guò)整理分析冀北寒區(qū)某隧道現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),得到了該隧道空氣溫度場(chǎng)在冬季的分布規(guī)律。利用流體分析軟件FLUENT建立了主導(dǎo)風(fēng)作用下的隧道流固耦合瞬態(tài)熱分析三維模型,模擬分析了進(jìn)風(fēng)風(fēng)速、外界溫度和圍巖溫度三種因素對(duì)寒區(qū)隧道溫度場(chǎng)的影響規(guī)律。(2)為了研究保溫層的保溫效果及合理選用,利用有限元軟件ANSYS建立了隧道斷面二維模型,計(jì)算分析了寒區(qū)隧道圍巖在無(wú)保溫層和鋪設(shè)保溫層兩種情況下的溫度場(chǎng)分布,研究分析了保溫層在不同溫度和不同材料條件下的保溫效果,結(jié)合實(shí)測(cè)溫度數(shù)據(jù)對(duì)保溫層的合理鋪設(shè)厚度及長(zhǎng)度進(jìn)行了分析研究,對(duì)寒區(qū)隧道保溫層的設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。(3)以冀北寒區(qū)某隧道為工程背景,建立了溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合的計(jì)算模型,模擬分析了在溫度場(chǎng)影響下的襯砌結(jié)構(gòu)應(yīng)力場(chǎng)及位移場(chǎng)的變化規(guī)律。在溫度場(chǎng)影響下,埋深40m斷面處襯砌最大拉應(yīng)力相較初始應(yīng)力場(chǎng)增加了57.3%,埋深14m斷面處襯砌最大拉應(yīng)力相較初始應(yīng)力場(chǎng)增大了226.8%,埋深較淺處的隧道斷面受到較大的凍脹力,因此在隧道淺埋段應(yīng)重點(diǎn)考慮凍脹力對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的影響。
【學(xué)位授予單位】：河北建筑工程學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：U457.2
【圖文】：

河北建筑工程學(xué)院碩士學(xué)位論文第 2 章 寒區(qū)隧道現(xiàn)場(chǎng)溫度監(jiān)測(cè)結(jié)果分析2.1 冀北寒區(qū)某隧道工程概況冀北寒區(qū)某隧道是張家口城市快速路西環(huán)連接線的主線工程，起訖樁號(hào)為K0+281～K2+000，全長(zhǎng) 1719m，屬于長(zhǎng)隧道。該隧道按照設(shè)計(jì)速度為 60km/h的雙向兩車(chē)道二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，隧道襯砌橫斷面輪廓采用三心圓方案設(shè)計(jì)。隧道建筑限界凈寬 12.5m，內(nèi)輪廓凈高 7.35m，內(nèi)輪廓凈空面積 79.3 3�。隧禐戻出吭懾貌壤_

本文編號(hào)：2734230