考虑围岩不均匀冻胀的寒区隧道冻胀力解析解

发布时间：2017-12-23 10:14

  本文关键词：考虑围岩不均匀冻胀的寒区隧道冻胀力解析解　出处：《岩石力学与工程学报》2015年S2期 　论文类型：期刊论文

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【摘要】：为防止冻害,寒区隧道的设计需考虑冻胀力荷载。阐明寒区隧道围岩的不均匀冻胀性,推导考虑围岩不均匀冻胀性的寒区圆形隧道冻胀力解析解。围岩不均匀冻胀系数k=1时,本文解退化为赖远明围岩均匀冻胀时的弹性解。理论分析和计算分析表明,围岩均匀冻胀情况下,圆形隧道衬砌不会受到冻胀力作用。赖远明算例中计算得到冻胀力,是由于其采用的冻结围岩弹性模量小于未冻结围岩弹性模量,这与工程实际情况相反。其他冻胀力解析解采取了特殊的假定,而这些假定与工程实际情况相差较大,造成了计算所得冻胀力偏大。围岩不均匀冻胀性是引起寒区隧道围岩中冻胀力的重要原因,在合理的围岩弹性模量和不均匀冻胀系数取值范围内,解析解的计算结果和实际情况吻合较好。随着围岩不均匀冻胀系数k的增大,衬砌受到冻胀力作用,冻胀力的量值随k值增大而增大。当k值一定,冻胀力与冻结围岩弹性模量与未冻结围岩弹性模量的比值EII/EIII呈反比线性关系。
【作者单位】： 同济大学地下建筑与工程系;绍兴文理学院土木工程学院;中交第一公路勘察设计研究院有限公司;
【基金】：国家自然科学基金面上项目(41472248) 国家科技支撑计划项目(2014BAG05B05)
【分类号】：U451
【正文快照】： 1引言寒区隧道建成后,在地下水丰富地段,隧道周围含水围岩冬季冻结膨胀,将对衬砌产生冻胀力作用。现场测得昆仑山隧道冻胀力最大值为0.1 MPa[1],东北林区铁路嫩林线朝阳2号隧道冻胀力最大值为0.2 MPa[2];大坂山隧道冻胀力最大值为1.03 MPa[3],青沙山隧道冻胀力最大值为1.30 MP

【参考文献】

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3 张祉道,王联;高海拔及严寒地区隧道防冻设计探讨[J];现代隧道技术;2004年03期

4 徐光苗,刘泉声,张秀丽;冻结温度下岩体THM完全耦合的理论初步分析[J];岩石力学与工程学报;2004年21期

5 康永水;刘泉声;赵军;张芳;;岩石冻胀变形特征及寒区隧道冻胀变形模拟[J];岩石力学与工程学报;2012年12期

【共引文献】

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4 童长江,俞崇云;超载压力对浅基础冻胀的影响[J];冰川冻土;1990年03期

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7 刘世峰,邹信庆;用降低地下水水位法解决多年冻土地区地基的冰锥冻胀[J];冰川冻土;1993年02期

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4 王正中;牟声远;牛永红;陈立杰;刘军;刘旭东;;横观各向同性冻土弹性常数及强度预测[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（一）[C];2008年

5 王文顺;王建平;史天生;;影响人工冻结土体冻胀因素的分析[A];矿井建设与岩土工程技术新发展[C];1997年

6 杜彬;;高海拔高寒隧道综合施工技术[A];锚固与注浆新技术——第二届全国岩石锚固与注浆学术会议论文集[C];2002年

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3 赵启林;杨洪;陈浩森;;光纤光栅应变传感器的温度补偿[J];东南大学学报(自然科学版);2007年02期

4 王正道,赵立中,途志华,张忠;应变片法测量低温下材料线膨胀系数[J];低温工程;1999年01期

5 张玉军;;模拟冻-融过程的热-水-应力耦合模型及数值分析[J];固体力学学报;2009年04期

6 赖远明,刘松玉,邓学钧,J.M.Konrad;寒区大坝温度场和渗流场耦合问题的非线性数值模拟[J];水利学报;2001年08期

7 赖远明,吴紫汪,朱元林,令锋,朱林楠;寒区隧道冻胀力的粘弹性解析解[J];铁道学报;1999年06期

8 黄双林,刘小刚;青藏铁路昆仑山隧道设计[J];中国铁路;2003年02期

9 徐光苗;刘泉声;彭万巍;常小晓;;低温作用下岩石基本力学性质试验研究[J];岩石力学与工程学报;2006年12期

10 谭贤君;陈卫忠;贾善坡;吕森鹏;;含相变低温岩体水热耦合模型研究[J];岩石力学与工程学报;2008年07期

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7 王建宇,胡元芳;隧道衬砌冻胀压力问题研究[J];冰川冻土;2004年01期

8 久保宏 ,管怀文;寒冷地区路面的防冻施措[J];国外公路;1980年06期

9 姚直书,程桦;锚碇深基坑排桩冻土墙围护结构的冻胀力研究[J];岩石力学与工程学报;2004年09期

10 张祉道,王联;高海拔及严寒地区隧道防冻设计探讨[J];现代隧道技术;2004年03期

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2 张列;孙克国;;寒区富水隧道冻胀机理及防治措施[A];第十二届海峡两岸隧道与地下工程学术与技术研讨会论文集[C];2013年

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4 白国权;仇文革;;冻土隧道冻胀力矢量分析研究[A];中国土木工程学会第十五届年会暨隧道及地下工程分会第十七届年会论文集[C];2012年

5 杨更社;张全胜;;隧道围岩冻胀力的解析计算分析[A];岩石力学新进展与西部开发中的岩土工程问题——中国岩石力学与工程学会第七次学术大会论文集[C];2002年

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本文编号：1323485