高海拔凍土隧道洞內(nèi)施工環(huán)境溫度場數(shù)值模擬.pdf

1、高海拔、高寒區(qū)的外界氣候環(huán)境以及凍土圍巖的特殊性,減少施工對凍土原始地溫場的擾動和保持隧道混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量以及人員、設(shè)備的正常作業(yè),對洞內(nèi)環(huán)境氣溫要求是嚴(yán)重對立的一對矛盾.因此,洞內(nèi)環(huán)境氣溫的控制是保護(hù)凍土、保證隧道施工正常作業(yè)和工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一.在青藏鐵路昆侖山和風(fēng)火山隧道的惡劣氣候環(huán)境下,洞外冷空氣、隧道施工通風(fēng)、供熱、施工熱源和凍土圍巖間的相互換熱及平衡過程十分復(fù)雜.該文將風(fēng)筒供風(fēng)流和隧道回風(fēng)流傳熱問題簡化為相互關(guān)聯(lián)的熱力學(xué)模

2、型,研究風(fēng)筒送風(fēng)流和隧道內(nèi)回風(fēng)流的換熱與平衡規(guī)律,采用有限差分?jǐn)?shù)值法以Matlab語言為開發(fā)平臺,編寫非穩(wěn)態(tài)環(huán)境下紊流流動的風(fēng)流溫度場計算程序,進(jìn)行風(fēng)筒和隧道內(nèi)風(fēng)流溫度場計算模擬.根據(jù)高海拔、高寒區(qū)的氣溫環(huán)境以及凍土圍巖特殊性,該論文首先研究確定了在寒季應(yīng)保持隧道工作面的氣溫值和供熱風(fēng)筒末端所需的風(fēng)溫值;研究了供熱風(fēng)筒沿程熱交換和風(fēng)筒始端所需的風(fēng)溫大小;隧道在通風(fēng)供熱過程中沿程的熱交換,沿程的分布溫度場及熱平衡所需的時間;還討論了高壓風(fēng)