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高海拔冻土隧道施工围岩温度场数值分析
| 论文题名： | 高海拔冻土隧道施工围岩温度场数值分析 |
| 关键词： | 隧道;多年冻土;围岩;温度场;稳定性 |
| 摘要： | 该论文以青藏铁路昆仑山隧道为背景,针对该隧道海拔高、高寒区的自然环境、多年冻土的不良地质条件,分析隧道施工对围岩温度场的扰动规律.冻土隧道施工中,开挖、初衬、保温层和二衬等作业,产生的施工热量及洞内外空气的热交换,将影响冻土围岩原始地温场.这种地温场的扰动,破坏了冻土地层的热力学平衡,使其冻土的热物理力学性能发生改变,其中包括冻土的融沉性、冻土回冻过程的膨胀性以及隧道的稳定性等工程力学性能.因此,保护冻土、减少施工对冻土原始地温场的扰动是冻土隧道施工的重要控制因素之一.根据高海拔、高寒区、冻土隧道特征,建立围岩导热控制微分方程,应用ANSYS5.7大型有限元计算软件,对施工各工序中围岩温度场进行模拟,找出施工各工序对围岩原始地温场扰动的规律;着重分析了毛洞暴露时间、混凝土水化热对冻土围岩地温场的影响;也分析研究了洞内初始气温与原始地温对隧道围岩地温场的影响,以及隔热保温层对保护冻土的贡献;同时,针对不同融化圈深度,对其毛洞阶段与初衬阶段进行了洞室稳定性分析.据此检算隧道衬砌结构的力学行为,以保证结构的安全.冻土隧道围岩温度场理论模型的建立和施工过程的数值模拟,较好地解决了隧道力学和热力学的交叉课题,揭示了施工环节对围岩温度场扰动的规律及具体数值,对施工作业和工序安排、改善衬砌受力、确保工程质量有指导作用,也为今后类似工程的设计与施工提供理论依据与参考. |
| 作者： | 贾晓云 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 朱永全 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 石家庄铁道学院 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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