寒區(qū)隧道凍害形成機理與防治對策研究.pdf

1、本文以藏東地區(qū)珠角拉山寒區(qū)隧道工程為依托，在參考國內(nèi)外有關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，對寒區(qū)隧道溫度場、凍脹力進行了計算和分析。模擬分析隧道溫度的動態(tài)分布規(guī)律及其影響因素；研究分析了寒區(qū)隧道溫度場與應(yīng)力場的耦合關(guān)系，得出凍脹力的分布規(guī)律；對寒區(qū)隧道凍害現(xiàn)象及凍害機理進行了分析，并提出了相應(yīng)的預(yù)防對策與治理措施。主要結(jié)論如下：
　　 ①寒區(qū)隧道溫度沿進深大致呈拋物線型分布，寒冷季節(jié)，洞口溫度低，中間溫度高；暖季相反，中間段溫度低，進出口溫度高。

2、同一斷面的隧道初始溫度場，隧道拱頂?shù)膰鷰r溫度最高，沿邊墻逐漸減小，到仰拱底達到最低。隧道圍巖的最小最大凍融范圍應(yīng)該在隧道拱頂和仰拱底處，其他位置圍巖的凍融范圍介于拱頂圍巖和仰拱底圍巖之間。
　　 ②隧道洞口段圍巖溫度總體上向壁后隨深度的增加而呈非線性增長的總體變化態(tài)勢。二次襯砌混凝土和保溫層厚度的增加，都可以明顯減小其洞口段圍巖的凍結(jié)深度；而隧道支護結(jié)構(gòu)混凝土導熱性能的變化對圍巖凍結(jié)深度的影響則不甚明顯。
　　 ③在考慮

3、凍脹力、圍巖凍土的彈塑性以及隧道圍巖的凍融變化耦合影響后，隧道的壓力和位移都有所變化，由于襯砌結(jié)構(gòu)剛度大，所以隧道襯砌結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化幅度較大；在設(shè)置保溫層后，寒區(qū)隧道的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力都有所減小，同時除仰拱向上位移外，隧道圍巖的位移都有所減小。
　　 ④圍巖的凍融循環(huán)是造成隧道襯砌失穩(wěn)破壞的基本因素，而隧道圍巖在凍脹過程中的水分遷移增強了凍脹的破壞性。根據(jù)凍脹作用機理和水體尺度的不同，隧道襯砌的凍脹現(xiàn)象分為微觀凍脹、細觀凍脹和宏觀