本文關(guān)鍵詞：高地溫鐵路隧道溫度場及隔熱層方案研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,隨著國家鐵路的大力發(fā)展,在高地溫區(qū)域修建的隧道越來越多。然而由于我國對高地溫隧道的研究起步較晚,目前還沒有相關(guān)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)能指導(dǎo)高地溫隧道的設(shè)計(jì)和修建,因此加快對高地溫隧道相關(guān)問題的研究就顯得迫在眉睫。本文以拉日鐵路吉沃希嘎隧道為研究背景,并推廣到雙線鐵路隧道中,采用理論分析結(jié)合ANSYS有限元數(shù)值模擬的方法,對高地溫鐵路隧道的溫度場及隔熱層方案進(jìn)行了深入研究。論文主要研究工作及成果如下：1.通過數(shù)值模擬分析了兩種斷面大小下高地溫隧道圍巖溫度場的變化規(guī)律。結(jié)果表明：(1)圍巖調(diào)熱圈半徑隨著通風(fēng)時間的增加而增大,但是增大速率隨著通風(fēng)時間的增加反而減��；(2)通風(fēng)初期,圍巖調(diào)熱圈等溫線的分布跟隧道斷面形狀有關(guān),通風(fēng)后期,調(diào)熱圈等溫線的分布越來越近似為一組同心圓,越靠近隧道內(nèi)側(cè),等溫線分布越密；(3)相同通風(fēng)時間下,圍巖冷卻范圍與隧道斷面尺寸關(guān)系不大。2.通過模糊評價法結(jié)合數(shù)值模擬確定了高地溫隧道中宜采用的隔熱層方案：隔熱材料宜選用硅酸鹽質(zhì)復(fù)合絕熱卷氈或干法硅酸鋁纖維板；隔熱層敷設(shè)方式宜采用夾心式；隔熱層導(dǎo)熱系數(shù)越小越好,根據(jù)所選的隔熱材料確定；隔熱層厚度宜取5 cm-10 cm。3.通過數(shù)值模擬分析了在有無隔熱層這兩種工況下,隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)溫度隨通風(fēng)時間的變化趨勢。結(jié)果表明：兩者變化趨勢相同,但不同條件下隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)溫度達(dá)到最高溫度所需的時間不同,分別是t(無隔熱層)t(夾心式)t(雙層式)t(貼壁式)。4.通過數(shù)值模擬分析了不同地溫下隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)受力隨通風(fēng)時間的變化。結(jié)果表明：(1)高地溫隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力值雖然隨通風(fēng)時間的增加而發(fā)生變化,但是極值分布的位置基本上沒有變化,且存在一個極值點(diǎn),在該極值點(diǎn)處支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力改變量最大,地溫的影響最大,該極值點(diǎn)在本文的工程背景下是發(fā)生在通風(fēng)時間為第9天時；(2)不同地溫下隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力的極值分布位置也基本上不變,且應(yīng)力變化隨地溫的增加均呈線性規(guī)律,地溫對隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了較大的影響。
【關(guān)鍵詞】：鐵路隧道 高地溫 溫度場 隔熱層 耦合分析
【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】：2016
【分類號】：U453
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 國內(nèi)外地下工程熱環(huán)境評價標(biāo)準(zhǔn)13-14
• 1.2.2 國內(nèi)外高地溫隧道研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文研究內(nèi)容及技術(shù)路線16-18
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容16-17
• 1.3.2 技術(shù)路線17-18
• 第2章 高地溫隧道圍巖溫度場分布規(guī)律研究18-32
• 2.1 原始地溫場的分布規(guī)律及其成因機(jī)制18-21
• 2.2 傳熱學(xué)基本理論21-24
• 2.2.1 熱力學(xué)定律21-23
• 2.2.2 熱分析原理23-24
• 2.3 高地溫隧道圍巖的調(diào)熱圈24-25
• 2.4 高地溫隧道圍巖溫度場隨通風(fēng)時間的變化25-31
• 2.4.1 計(jì)算假定25-26
• 2.4.2 模型的建立及參數(shù)的選取26-27
• 2.4.3 隧道圍巖溫度場隨通風(fēng)時間的變化27-29
• 2.4.4 不同隧道斷面下圍巖調(diào)熱圈的變化29-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第3章 高地溫隧道隔熱層方案研究32-64
• 3.1 隔熱材料的選取32-44
• 3.1.1 高地溫隧道隔熱材料選取原則32
• 3.1.2 隔熱材料的種類及基本性能32-36
• 3.1.3 基于模糊評價法選擇最優(yōu)隔熱材料36-44
• 3.2 隔熱層的設(shè)置參數(shù)研究44-56
• 3.2.1 不同敷設(shè)方式下隔熱效果對比45-50
• 3.2.2 不同導(dǎo)熱系數(shù)下隔熱效果對比50-53
• 3.2.3 不同厚度下隔熱效果對比53-56
• 3.3 隔熱層設(shè)置對高地溫隧道圍巖溫度場的影響56-58
• 3.4 隔熱層設(shè)置對高地溫隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)溫度的影響58-61
• 3.4.1 無隔熱層時隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)溫度隨通風(fēng)時間的變化58-59
• 3.4.2 有隔熱層時隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)溫度隨通風(fēng)時間的變化59-60
• 3.4.3 對比分析60-61
• 3.5 高地溫隧道宜采取的隔熱層方案61-62
• 3.6 本章小結(jié)62-64
• 第4章 高地溫隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)溫度場和應(yīng)力場耦合分析64-81
• 4.1 熱—應(yīng)力耦合基本原理64-67
• 4.1.1 圍巖的熱—應(yīng)力耦合基本原理64-65
• 4.1.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)的熱—應(yīng)力耦合基本原理65-67
• 4.2 ANSYS耦合場分析概述67-68
• 4.3 隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)熱—應(yīng)力耦合分析68-79
• 4.3.1 正常情況下的隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)受力分析68-69
• 4.3.2 高地溫隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)受力隨通風(fēng)時間的變化69-74
• 4.3.3 不同地溫下隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)受力分析74-79
• 4.4 本章小結(jié)79-81
• 第5章 高地溫隧道隔熱降溫措施研究81-88
• 5.1 高地溫隧道隔熱降溫“防”措施81-84
• 5.1.1 高溫?zé)崴乐?/span>81
• 5.1.2 隧道結(jié)構(gòu)防護(hù)81-83
• 5.1.3 個體防護(hù)83-84
• 5.1.4 設(shè)備防護(hù)84
• 5.2 高地溫隧道隔熱降溫“治”措施84-86
• 5.2.1 隧道通風(fēng)降溫84-85
• 5.2.2 制冷站降溫85
• 5.2.3 冰塊降溫85-86
• 5.2.4 灑水降溫86
• 5.3 高地溫隧道隔熱降溫綜合措施研究86-87
• 5.4 本章小結(jié)87-88
• 結(jié)論與展望88-90
• 致謝90-92
• 參考文獻(xiàn)92-95
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文95

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