寒區(qū)隧道融化盤(pán)時(shí)空變化規(guī)律研究.pdf

1、隨著國(guó)家西部發(fā)展戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)移以及經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，寒區(qū)公路隧道修建越來(lái)越多。但受多年凍土區(qū)的氣候環(huán)境、地質(zhì)條件、施工技術(shù)的影響，在建或已運(yùn)行隧道出現(xiàn)了不同程度的凍害。其中主要原因在于寒區(qū)隧道的修建對(duì)原巖的熱平衡狀況產(chǎn)生了巨大的改變，洞內(nèi)外溫度環(huán)境造成了隧道融化盤(pán)在時(shí)空及隧道結(jié)構(gòu)承載力的季節(jié)性變化，使隧道遭受季節(jié)性?xún)雒涀饔靡鹚淼啦『Α?br>　　本文利用數(shù)值模擬計(jì)算的方法重點(diǎn)研究了隧道在不同施工及運(yùn)營(yíng)階段隧道融化盤(pán)的大小改變以及對(duì)隧道支護(hù)結(jié)

2、構(gòu)力學(xué)性態(tài)的作用。本次研究考慮了伴相變非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)、不同階段洞內(nèi)外溫度分布特點(diǎn)、保溫隔熱層的鋪設(shè)、不同圍巖等級(jí)等因素，研究總結(jié)了隧道融化盤(pán)隨時(shí)間的大小變化情況及寒區(qū)隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移應(yīng)力影響規(guī)律。
　　根據(jù)隧道實(shí)際施工中不同開(kāi)挖階段及洞內(nèi)外溫度分布的復(fù)雜性，本文采用有限元軟件進(jìn)行數(shù)值模擬研究主要分為兩部分:一部分是將隧道施工開(kāi)挖分為毛洞階段、初支階段、二襯及貫通運(yùn)行階段，考慮材料伴相變非穩(wěn)態(tài)情況下施工暴露時(shí)間的長(zhǎng)短以及洞內(nèi)外溫度分

3、布的差異進(jìn)行隧道融化盤(pán)大小變化規(guī)律的分析;另外一部分是考慮凍結(jié)巖體與未凍結(jié)巖體的物理材料參數(shù)在冷暖季節(jié)的改變，分別對(duì)比分析不同圍巖等級(jí)以及不同融化盤(pán)范圍深度影響下，著重分析研究了隧道圍巖襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力變形規(guī)律，并進(jìn)行對(duì)比將作用程度進(jìn)行了粗略量化。
　　通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析得出:隧道融化盤(pán)季節(jié)變化受洞內(nèi)外溫度環(huán)境影響較大。隧道融化盤(pán)隨洞內(nèi)溫度升高范圍不斷增大但增大速率逐漸降低;不同施工階段對(duì)隧道融化盤(pán)影響不同，其中施工熱源的