【摘要】：近年來,隨著隧道工程施工技術發(fā)展的越來越成熟,公路與鐵路的建設在路線選擇上更加多元化,由原來的避山繞路到現在的鑿山取直,隧道工程發(fā)揮著重要的作用。但是東北地區(qū)冬天寒冷的氣溫對隧道襯砌結構的穩(wěn)定性造成極大的威脅,同時為行車安全留下隱患。因此對季凍區(qū)隧道圍巖溫度場分布情況的掌握以及對凍害現象的治理,就是我們需要亟待解決重要問題之一。本文以鶴大高速公路回頭溝隧道為工程依托,對該隧道溫度場進行系統(tǒng)的研究。論文采用現場監(jiān)測、室內試驗及數值模擬等方法,展開了隧道圍巖導熱系數與各影響因素之間內在聯系、隧道溫度場變化及分布規(guī)律的研究。其主要內容包括:(1)通過室內試驗研究花崗片麻巖的導熱系數與含水率、溫度、礦物成分及巖石波速等影響因素之間的變化規(guī)律。用曲線圖直觀表達實驗數據,以便于對變化規(guī)律的仔細分析。(2)通過閱讀資料,詳細了解求解隧道溫度場的熱分析理論,確定計算方法。(3)對回頭溝隧道的氣象條件和地質條件做詳盡的調查,根據勘查結果確定熱分析所需邊界溫度荷載函數。(4)利用數值模擬軟件進行計算,通過對隧道有無保溫層、鋪設不同厚度保溫層及不同里程斷面進行對比分析,并且將計算值與現場實測數據對比,最終得出在不同情況下圍巖溫度場分布規(guī)律。
【圖文】：

通過調查資料得知全球有一半以上的陸地面積是多年凍土、季節(jié)性凍土或瞬時凍土，主要分布在加拿大、俄羅斯、美國阿拉斯加以及中國西部和東北地區(qū)等地，，其中，我國多年凍土和季節(jié)性凍土面積分別占全國陸地總面積的 21%和 54%，即我國 75%的陸地面積都是受寒冷空氣環(huán)境的影響，而這些地區(qū)大部分是分布在我國西部地區(qū)和東北地區(qū)1 2如圖 1 1。最近幾年，由于我國為提高經濟建設實施了很多相應政策如振興東北老工業(yè)基地和西部大開發(fā)戰(zhàn)略，所以我國東北和西部地區(qū)隨之迎來了公路和鐵路建設發(fā)展的新高潮，而這些地區(qū)大部分的地形都屬于群山環(huán)繞、路陡峰險的，建設單位在這些地區(qū)進行修建公路和鐵路需要考慮路線優(yōu)化、里程縮短等綜合因素，因此必將選擇修建公路和鐵路隧道。但是季凍區(qū)的氣溫變化，特別是冬季寒冷的環(huán)境給隧道工程的設計和施工帶來許多問題，也給后期運營、維護帶來了很多困難，處理不慎將會造成很大的經濟損失甚至生命安全。

圖 1.2 不同礦物與導熱系數的關系圖綜上所述，有多種因素影響著巖石導熱系數。它是巖石最重要的熱物性參數，不僅受到巖石本身物質結構組成的內在影響，還有受不同外部環(huán)境的影響。由于這些不同因素的變化會改變導熱系數的大小。以探究季凍區(qū)隧道圍巖溫度場變化規(guī)律為目的，需要對隧道圍巖進行巖樣導熱系數試驗研究。1.2.2 隧道溫度場研究現狀隨著對氣溫寒冷地區(qū)隧道的研究逐漸深入，地下工程研究人員逐漸發(fā)現隧道工程中產生失穩(wěn)現象以及凍害現象的原因是因為在工程實際中水分、溫度和應力這三種狀態(tài)相互耦合，相互影響。但由于我國在季凍區(qū)隧道溫度場研究領域起步較晚，對這一問題的認識不足，在實際工程中不能切實有效的施以更好的措施防止凍害現象的發(fā)生；再者，伴隨著一帶一路政策的實施，國內寒區(qū)隧道建設日益
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U451

【參考文獻】

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本文編號：2643664