收藏本站
《西南交通大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高海拔严寒地区隧道温度场分布规律及衬砌冻胀力数值模拟研究

白国权  
【摘要】:随着西部大开发这一重要国策的实施,交通基础设施建设迅速发展,公路隧道大量出现并已逐渐向各种复杂和恶劣的地区延伸,其中对于高海拔严寒地区的隧道,冻害问题是亟待解决的一大难题。 论文结合西部交通建设科技项目“高海拔地区复杂地质条件下公路隧道设计与施工技术研究”,主要通过有限元数值模拟,并结合现场观测和理论分析,针对高海拔严寒地区隧道围岩条件,通过建立合理的模型,重点开展裂隙围岩和破碎围岩条件下对温度场的变化、冻胀压力的大小及分布规律的研究,为高海拔严寒地区隧道的支护原则和结构设计提供理论依据。 冻胀力主要是由于衬砌周围的一定厚度岩体中的水结冰体积膨胀造成的。通过有限元公式推导可知,冻胀力随岩体孔隙率的增加而增大,随水变成冰的体积膨胀系数的增加而增大,随岩体本身的刚度(弹性模量)的增大而增大。隧道衬砌真正受到的力是冻胀力与衬砌原来受力的叠加。 裂隙岩体围岩中的水冻结膨胀产生的冻胀力部分直接作用于隧道衬砌上,部分通过围岩间接传递到隧道衬砌上。均质破碎围岩本身是一种多相的混合介质体,由冰体冻结直接产生冻胀力的效应较弱,而主要是在一定范围内的围岩整体的冻胀作用产生的冻胀力作用在衬砌上。有限元数值模拟计算是采用热一结构两场耦合瞬态计算的方法对围岩温度场分布变化规律以及对应的冻胀力发展变化情况进行分析,结果表明温度场分布和冻胀力大小不仅与隧道埋深、洞周冻结范围有关,同时在裂隙岩体中还与裂隙宽度、间隔、分布角度等有关,在均质破碎岩体中还与围岩的冻胀率等因素有关。寒区岩质隧道和土质隧道在冻胀力作用下围岩塑性破坏呈现出不同的规律。隧道衬砌结构受力在冻胀力作用下变化是明显的,应针对其变化规律采用不同的结构设防措施。进一步通过对不同结构面倾角于冻胀力大小及其分布规律的影响研究,引入了裂隙岩体的冻胀力矢量分析方法,建立了基本公式。 高海拔严寒地区隧道冻害的防治需从多方面着手,为防止冻融作用对隧道结构的不利影响,结构设计和围岩改善等措施需要综合考虑。冻胀力是在冻结圈为一定范围时才变化显著的,通过计算确定该范围,在该范围内设计注浆隔水圈,既隔水也隔热,不失为一种值得提倡的方法。 对于高寒地区隧道的研究还有许多需要深入的方面。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:U451.4

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曾松岩;段守坤;蒋祖龄;;铸件温度场温度的微机数据采集、处理与绘图系统[J];实验技术与管理;1992年01期
2 陈志远;;箱梁温度应力研究[J];四川建材;2011年04期
3 张倩倩;田波;谢晋德;;北京地区水泥混凝土路面温度场研究及气象要素分析[J];公路;2011年07期
4 单齐云;高立堂;毛绪超;王强;赵晓旭;;某工程大体积混凝土温度场的试验研究[J];青岛理工大学学报;2011年04期
5 周其华;古晓君;王泽明;高佳;;现浇混凝土肋梁屋面板温度场及温度应变分析[J];建筑技术开发;2010年12期
6 韩伟;刘志华;胡隆基;刘百坚;;电磁驱动器驱动线圈温度场数学模型研究[J];微电机;2011年06期
7 王从锋;刘德富;;高透水性混凝土路面温度场计算分析[J];四川建筑科学研究;2011年04期
8 刘荣华;张宁;何烨;;装甲车辆瞬态温度场分析[J];北京石油化工学院学报;2011年02期
9 芦广超;陈伟;闫小林;;T型中间包温度场数值模拟[J];河北理工大学学报(自然科学版);2011年03期
10 刘忠臣;;环形空间内自然对流的数值分析[J];科技信息;2011年15期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 巫江虹;王惜慧;唐永柏;陈云贵;;旋转式室温磁制冷机主动式回热器周期性温度场实验研究[A];全国磁热效应材料和磁制冷技术学术研讨会论文集[C];2009年
2 张飞虎;崔玲丽;;用有限元法进行低温磨削钛合金温度场的研究[A];面向21世纪的生产工程——2001年“面向21世纪的生产工程”学术会议暨企业生产工程与产品创新专题研讨会论文集[C];2001年
3 蒲亮;张华俊;;商用冷库温度场的实验研究[A];第六届全国低温与制冷工程大会会议论文集[C];2003年
4 张新宇;高建岭;王晓纯;;U型埋管土壤源热泵土壤温度场的有限元分析[A];北京力学会第11届学术年会论文摘要集[C];2005年
5 张先锋;杨广衍;;区域熔融温度场数值模拟及试验研究[A];第十一届全国粉体工程学术会暨相关设备、产品交流会论文集[C];2005年
6 杨要兵;余伟;;船板钢轧制过程中的一种温度模型的建立[A];全国炼钢连铸过程自动化技术交流会论文集[C];2006年
7 邵军;牟锋;项宗方;;钢筋混凝土板火灾温度场参数化分析[A];第15届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2006年
8 胡国林;张维江;蒋方乐;;辊道窑生产瓷质砖烧成过程的计算机仿真[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会2006学术年会论文专辑(上)[C];2006年
9 王新志;丁雪兴;苏培仁;;多层圆薄板在温度场内的大变形[A];数学·物理·力学·高新技术研究进展——1998(7)卷——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第7届学术研讨会论文集[C];1998年
10 郑永乾;韩林海;;钢骨混凝土柱耐火极限的计算[A];中国钢结构协会钢-混凝土组合结构分会第十次年会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 泉州第七中学 施炜斌 指导教师 陈思鑫 杨利 普及部 供稿;基于LabVIEW的温度场测量系统研究[N];福建科技报;2008年
2 记者  葛运溥;青藏高原冻土地区修路有了技术保障[N];中国交通报;2006年
3 葛运溥;驰骋第三极 长歌雪域路[N];中国交通报;2006年
4 记者 辉军 通讯员 张若愚 崔琳;沙漠筑路成套技术最后项目通过验收[N];中国交通报;2005年
5 本报记者 矫阳 向杰;建高速公路已有技术储备[N];科技日报;2006年
6 长安大学 马骉;交通部西部交通建设科技项目验收[N];科技日报;2006年
7 上海市电力公司超高压输变电公司;红外技术诊断变压器故障[N];上海科技报;2006年
8 中国电子科技集团公司第41研究所 梅东;孵化设备操作中的常见误区[N];中国畜牧兽医报;2005年
9 郑强平;福建:水泥砼路面结构与技术性能研究取得进展[N];中国交通报;2007年
10 林宗寿;什么是水泥熟料烧成范围[N];中国建材报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 罗彦斌;寒区隧道冻害等级划分及防治技术研究[D];北京交通大学;2010年
2 谢红强;隧道工程热液固多场耦合效应研究[D];西南交通大学;2006年
3 张敏;采后果蔬热导率测试系统研究及其内部传热温度场模拟[D];河南农业大学;2005年
4 胡鹏浩;非均匀温度场中机械零部件热变形的理论及应用研究[D];合肥工业大学;2001年
5 邵晓鹏;红外纹理生成方法研究[D];西安电子科技大学;2005年
6 刘冬生;地源热泵实验台及同轴套管换热器传热模型研究[D];吉林大学;2005年
7 王翠云;基于遥感和CFD技术的城市热环境分析与模拟[D];兰州大学;2008年
8 何燕;轮胎非稳态温度场的研究[D];华中科技大学;2005年
9 刘天丰;非对称管壳式换热器结构分析及改进中的问题研究[D];浙江大学;2005年
10 王艳;城市生活垃圾中低温热解特性研究[D];天津大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 白国权;高海拔严寒地区隧道温度场分布规律及衬砌冻胀力数值模拟研究[D];西南交通大学;2006年
2 孙文昊;寒区特长公路隧道抗防冻对策研究[D];西南交通大学;2005年
3 郝飞;寒区冻土公路隧道温度场特性研究[D];东北林业大学;2012年
4 刘永胜;多热源合成碳化硅炉温度场数值模拟及实验研究[D];西安科技学院;2002年
5 刘庆才;火箭发射药非稳态传热及温度场特性研究[D];南京理工大学;2002年
6 丁旭春;大型气轮机强迫冷却技术研究[D];南京理工大学;2002年
7 王海燕;炉膛内空间温度场检测与显示系统的研究[D];西安理工大学;2004年
8 柯尊礼;大跨度PC连续箱梁桥的温度场及其效应分析[D];武汉理工大学;2004年
9 王晓东;二滩水电站初期蓄水拱坝温度场及对大坝结构特性作用与影响研究[D];四川大学;2004年
10 董晓芳;固体火箭发动机燃气舵热分析研究[D];西北工业大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026