本文選題：隧道 + 凍漲�。� 參考：《石家莊鐵道大學》2016年碩士論文

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展,對鐵路、公路基礎建設的要求逐步提高,伴隨著全國路網(wǎng)的日益完善,工程建設逐步向著高緯度、高海拔等氣候條件惡劣的寒冷地區(qū)延伸。隧道作為路網(wǎng)的重要組成部分,由寒冷的自然條件引起的病害更是普遍存在于既有鐵路、公路隧道中。這些病害既對隧道結構造成了嚴重的破壞,給鐵路運營造成了重大的安全隱患。隧道凍脹開裂、滲水掛冰、水溝凍結等問題一直困擾著我國鐵路建設和運營。過去對寒區(qū)隧道病害機理、圍巖溫度場及凍脹力計算等問題雖然做過一定研究,但是還沒能從根本上解決隧道凍害問題。隨著科學技術水平的提高和工程經(jīng)驗的增多,弄清隧道凍害機理,根治隧道病害的愿望顯得愈發(fā)迫切。本文以高寒地區(qū)的凍土隧道作為工程背景,通過相似模型試驗和數(shù)值仿真模擬相結合的方法,對隧道開挖完成后,因襯砌背后空洞積水,溫度下降,積水成冰發(fā)生凍漲,從而引起隧道襯砌凍漲開裂的問題進行深入分析和研究。本文基于局部存水學說理論,通過相似模型試驗模擬隧道在襯砌背后不同部位局部存水的情況下,分別研究隧道拱頂、拱腳、邊墻、墻腳、仰拱等部位存水凍脹對隧道的影響規(guī)律。利用ANSYS有限元分析軟件,分別研究隧道拱頂、拱腳、邊墻、墻腳、仰拱等部位存水凍脹對隧道的影響規(guī)律,并對實驗數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結果進行歸納分析,總結不同存水位置凍漲力大小的分布規(guī)律。襯砌背后積水凍結發(fā)生膨脹,會對隧道襯砌整體產(chǎn)生凍脹力,但不同積水位置所產(chǎn)生的凍脹力量值和作用位置均不相同。襯砌在不同積水凍脹位置所受的彎矩也是不同,但最大作用位置和最大凍脹力發(fā)生位置基本一致。隧道襯砌所受的凍脹壓力以及產(chǎn)生的彎矩的分布情況基本上左右相似對稱。凍脹裂縫發(fā)生位置一般為產(chǎn)生凍脹力最大處或表面應力集中處,裂縫形式以縱向裂縫為主。襯砌背后積冰凍脹是導致襯砌開裂的主要原因。
[Abstract]:With the rapid development of China's economy, the requirements for railway and highway infrastructure are gradually improved. Along with the increasing improvement of the national road network, the construction of the project has gradually extended to the cold regions with high latitudes and high altitudes. As an important component of the road network, the diseases caused by cold natural conditions are more common. These diseases not only cause serious damage to the structure of the tunnel, but also cause serious safety hazards to the railway operation. The problems of tunnel frost heave cracking, water seepage and ice, and the freezing of the ditch have been perplexing the construction and operation of the railway in our country. Although some problems have been studied, the problem of tunnel frost damage has not been solved fundamentally. With the improvement of science and technology and the increase of engineering experience, it is becoming more and more urgent to find out the mechanism of tunnel frost damage and the desire to cure the tunnel disease. This paper takes the frozen soil tunnel in the high and cold areas as the engineering background and through the similar model test. With the combined method of numerical simulation and simulation, after the tunnel excavation is completed, the problems of the tunnel lining freeze rising and cracking are analyzed and studied. This paper is based on the theory of local water storage theory and simulated the different behind the lining of the tunnel. The influence law of water frost heaving on tunnel vault, arch foot, side wall, wall foot, invert arch and other parts of tunnel is studied respectively. The influence law of water frost heave on tunnel vault, arch foot, side wall, wall, pitching arch and other parts of tunnel is studied by ANSYS finite element analysis software, and the experimental data and numerical simulation results are also studied. The distribution law of the size of the freezing swelling force in different water storage position is summarized. The frost heave force will be produced in the tunnel lining as a whole, but the frost heaving strength and the action position of the tunnel lining are different. The bending moment of the lining in the different water frost heave position is different, but the maximum of the lining is different, but the maximum The location of the action and the maximum frost heaving force are basically the same. The frost heaving pressure and the distribution of the bending moment of the tunnel lining are basically similar and symmetrical. The location of the frost heave crack is usually the largest place of frost heaving force or the surface stress concentration, and the form of the crack is dominated by longitudinal cracks. The ice frost heave behind the lining is the guide. The main cause of the lining cracking.
【學位授予單位】：石家莊鐵道大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U451.4

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本文編號：2059863