寒區(qū)特長(zhǎng)公路隧道積水凍脹問(wèn)題和隧道內(nèi)溫度場(chǎng)分布規(guī)律研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展和西部開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的不斷深化，越來(lái)越多的公路建設(shè)向高海拔、高緯度地區(qū)推進(jìn)，伴隨產(chǎn)生的高寒地區(qū)隧道凍害問(wèn)題成為高寒地區(qū)隧道設(shè)計(jì)施工運(yùn)營(yíng)中不可避免的問(wèn)題。本文以世界第一高海拔特長(zhǎng)公路隧道——雀兒山隧道為工程背景，針對(duì)典型凍害特征以及凍害產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行分析。在探明凍害形成機(jī)理之后，利用有限元方法對(duì)襯砌背后儲(chǔ)水空間凍脹、富水區(qū)段裂隙節(jié)理內(nèi)積水凍脹等問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的模擬研究;并且基于流場(chǎng)和溫度場(chǎng)控制方程，采用有限容積法對(duì)不同外界溫

2、度、不同通風(fēng)方式等條件下隧道內(nèi)的空氣溫度隨時(shí)間和空間以及隧道長(zhǎng)度的變化規(guī)律進(jìn)行探討。研究?jī)?nèi)容和研究成果如下:
　　(1)調(diào)研了高緯度、高海拔等高寒條件下隧道凍害的特征;結(jié)合過(guò)去修建的寒區(qū)隧道所產(chǎn)生的凍害問(wèn)題，對(duì)典型凍害現(xiàn)象的成因進(jìn)行了分析。
　　(2)基于有限元數(shù)值模擬，針對(duì)隧道二襯背后不同凍脹率條件、不同儲(chǔ)水空間的體積、以及不同的儲(chǔ)水空間位置所導(dǎo)致的凍脹荷載對(duì)二襯結(jié)構(gòu)應(yīng)力、損傷和變形進(jìn)行了詳細(xì)研究;對(duì)富水區(qū)段裂隙節(jié)理內(nèi)積水