本文選題：寒區(qū)特長公路隧道 + 凍脹力�。� 參考：《西南交通大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展和西部開發(fā)戰(zhàn)略的不斷深化,越來越多的公路建設(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)隧道凍害問題成為高寒地區(qū)隧道設(shè)計(jì)施工運(yùn)營中不可避免的問題。本文以世界第一高海拔特長公路隧道——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)積水凍脹等問題進(jìn)行詳細(xì)的模擬研究；并且基于流場和溫度場控制方程,采用有限容積法對(duì)不同外界溫度、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度的變化規(guī)律進(jìn)行探討。研究內(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)合過去修建的寒區(qū)隧道所產(chǎn)生的凍害問題,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)積水凍脹荷載的量值進(jìn)行了研究,對(duì)比了不同傾角、不同間距等條件下凍脹力對(duì)結(jié)構(gòu)的附加荷載效應(yīng),得出裂隙內(nèi)積水凍脹對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的不利位置。(3)基于氣流場控制方程和溫度場控制方程,對(duì)不同外界溫度條件、不同通風(fēng)方式以及不同隧道長度等條件下隧道內(nèi)的溫度場隨時(shí)間和空間的變化規(guī)律進(jìn)行了研究。探明了隧道內(nèi)負(fù)值溫度覆蓋范圍、周期性變化溫度影響下隧道內(nèi)溫度場變化幅度、以及不同“平導(dǎo)壓入分段縱向式”通風(fēng)條件下隧道內(nèi)的溫度場分布規(guī)律。
[Abstract]:With the vigorous development of China's economy and the deepening of the western development strategy, more and more highway construction has been advanced to high altitude and high latitudes. The problem of tunnel freezing injury in alpine region becomes an inevitable problem in tunnel design and construction operation in alpine region. In this paper, based on the engineering background of the world's first high-altitude and super-long highway tunnel, the paper analyzes the typical characteristics of freezing injury and the mechanism of freezing injury. After exploring the formation mechanism of freezing damage, the frost heaving in water storage space behind lining and internal water heaving in fracture joints in water-rich section are simulated by finite element method, and based on the governing equations of flow field and temperature field, The variation of air temperature with time, space and length of tunnel under different external temperature and ventilation mode was studied by using finite volume method. The research contents and results are as follows: (1) the characteristics of tunnel freezing damage under high latitude and high altitude conditions are investigated, and combined with the problem of freezing injury caused by tunnels in cold regions built in the past, Based on the finite element numerical simulation, according to the different frost heaving rate conditions behind the second lining of tunnel, the volume of different storage space is analyzed. The stress, damage and deformation of the two-liner structure caused by frost heave load caused by different water storage space are studied in detail, and the values of frost heave load in crevice joints in water-rich section are studied, and the different dip angles are compared. According to the additional load effect of frost heaving force on the structure under different spacing conditions, the unfavorable position of frost heave in fissure to tunnel structure is obtained. Based on the governing equations of air flow field and temperature field, different external temperature conditions are obtained. The variation of temperature field with time and space was studied under different ventilation modes and tunnel length. The range of negative temperature coverage in the tunnel, the amplitude of temperature field variation under the influence of periodic temperature variation, and the distribution of temperature field in the tunnel under the conditions of different "horizontal pressure and longitudinal" ventilation conditions are investigated.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U451;U457.2

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本文編號(hào)：2027611