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寒区隧道冻害预测与对策研究

苏林军  
【摘要】: 随着我国交通基础设施建设的发展,公路、铁路隧道大量出现。西部大开发这一重要战略国策的实施使隧道工程已逐渐向自然条件恶劣、人烟稀少的高纬度或者高海拔的寒冷地区延伸。在寒区修建隧道,比在一般地区要面临更多的复杂技术问题,尤其是隧道的冻害问题。 我国是一个寒区隧道分布较广的国家,开展寒区隧道冻害对策研究有着重要的现实意义。论文在对世界各国的寒区隧道的冻害现象和抗防冻措施进行调查分析的基础上,对寒区隧道的冻害机理进行了研究,对形成冻害的主要因素进行分析,并总结出寒区隧道可能发生的冻害现象,提出了适合我国寒区隧道的抗防冻对策措施。 论文以日尔郎山隧道为工程背景,对该隧道进行了温度场、冻胀力和保温层厚度计算。利用有限元方法计算该隧道在贯通前和贯通后的温度场,得到了该隧道的最大冻结深度为1.8米;利用温度场的计算结果,带入应力场,求得隧道冻胀力最大为1.66MPa,隧道衬砌能够承受围岩荷载和冻胀力的共同作用。最后计算确定洞口段的保温层厚度为5厘米,洞身段为4厘米。 寒区隧道冻害的设防措施,从大的来讲主要可分为隔热法、防排水法、加热法、结构设防法。具体来讲有:屏蔽门、阳光棚、设置隔热层、加强衬砌、增强围岩抗冻融性、加热水沟、出口保温技术、深埋中心泄水洞等。


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