寒区隧道冻胀力模型试验及围岩注浆效果研究

发布时间：2018-03-18 04:24

  本文选题：寒区隧道　切入点：模型试验　出处：《铁道标准设计》2017年02期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：为了研究寒区隧道衬砌背后积水位置不同时结构的受力变化规律和破坏形式,进行冻胀力的室内模型试验。模型试验采用不同水囊大小和分布位置来模拟衬砌背后积水情况,通过模型试验箱外界环境整体降温和隧道底部局部降温的方式,模拟隧道外界的低温环境。试验结果表明:衬砌背后冻胀力在拱顶处较小,在边墙和拱脚处较大;在相同的冻胀压力作用下,拱顶处更容易破坏。最后采用数值计算,对比分析围岩注浆前后3种试验工况下隧道衬砌结构的可靠度。结果表明:仅靠提高衬砌结构的厚度和强度来预防或消除衬砌结构冻害的方法是不可取的,在富水区的寒区隧道采用围岩注浆加固具有较好的效果。
[Abstract]:In order to study the stress variation law and failure form of the structure with different water accumulation position behind tunnel lining in cold region, the indoor model test of frost heaving force was carried out. The model test used different water sac size and distribution position to simulate the water accumulation behind the lining. The low temperature environment of the tunnel is simulated by the whole cooling of the external environment of the model test box and the partial cooling of the bottom of the tunnel. The test results show that the frost heave force behind the lining is smaller at the arch top and larger at the side wall and arch foot. Under the same frost heaving pressure, the vault is more easily damaged. The reliability of tunnel lining structure under three test conditions before and after surrounding rock grouting is comparatively analyzed. The results show that it is not advisable to prevent or eliminate the frost damage of lining structure only by increasing the thickness and strength of lining structure. The surrounding rock grouting is used to reinforce the tunnel in the cold zone of rich water area.
【作者单位】： 西南交通大学土木工程学院;石家庄铁道大学土木工程学院;
【基金】：国家科技支撑计划(2012BAG05B00) 河北省交通工程结构力学行为演变与控制重点实验室(河北省科技成果重点推广计划)(201502)
【分类号】：U456

【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 夏才初;黄继辉;韩常领;唐志成;;寒区隧道岩体冻胀率的取值方法和冻胀敏感性分级[J];岩石力学与工程学报;2013年09期

2 刘彦伟;程远平;李国富;;高性能注浆材料研究与围岩改性试验[J];采矿与安全工程学报;2012年06期

3 范磊;曾艳华;何川;程小虎;;寒区硬岩隧道冻胀力的量值及分布规律[J];中国铁道科学;2007年01期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 董宇苍;朱永全;高焱;;积冰位置对不同断面形式隧道衬砌冻胀力的影响[J];铁道建筑;2016年11期

2 黄杰;师亚龙;刘志强;;冻胀力作用下土质隧道衬砌内力影响因素敏感度分析[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2016年05期

3 黄继辉;夏才初;韩常领;李志厚;;寒区公路隧道冻胀力荷载的分布形式和简化计算方法[J];现代隧道技术;2016年05期

4 王琨;王熙;覃涛;李强;;岩石冻胀的影响因素与试验分析[J];山东工业技术;2016年16期

5 刘胜;;围岩热物性对隧道衬砌热交换器换热的影响研究[J];铁道科学与工程学报;2016年08期

6 李召峰;李术才;刘人太;蒋宇静;张庆松;杨磊;沙飞;陈泊涵;王宏亮;;富水破碎岩体注浆加固材料试验研究与应用[J];岩土力学;2016年07期

7 刘泉声;黄诗冰;康永水;潘玉丛;;低温饱和岩石未冻水含量与冻胀变形模型研究[J];岩石力学与工程学报;2016年10期

8 张羽;张涛;;基于温度场的季冻区隧道冻胀机理和综合防冻技术[J];公路;2016年06期

9 刘泉声;黄诗冰;康永水;刘建平;;裂隙冻胀压力及对岩体造成的劣化机制初步研究[J];岩土力学;2016年06期

10 李召峰;李术才;张庆松;蒋宇静;刘人太;杨磊;白继文;沙飞;陈泊涵;吴学震;;富水破碎岩体注浆加固模拟试验及应用研究[J];岩土工程学报;2016年12期

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 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

2 刘泉声;康永水;黄兴;徐朝政;;裂隙岩体冻融损伤关键问题及研究状况[J];岩土力学;2012年04期

3 李国富;李珠;戴铁丁;;膨胀岩力学性质试验与巷道支护参数的预测研究[J];工程力学;2010年02期

4 田俊峰;杨更社;刘慧;;寒区岩石隧道冻害机理及防治研究[J];地下空间与工程学报;2007年S2期

5 李国富;戴铁丁;吕芳礼;杨捷;;膨胀岩变形机理与注浆强化技术[J];采矿与安全工程学报;2007年04期

6 王海彦;周敏娟;冯雪芹;;高寒地区隧道的冻害机理综述[J];石家庄铁路职业技术学院学报;2007年02期

7 刘光廷;胡昱;李鹏辉;;软岩遇水软化膨胀特性及其对拱坝的影响[J];岩石力学与工程学报;2006年09期

8 帅词俊;段吉安;王炯;;关于黏弹性材料的广义Maxwell模型[J];力学学报;2006年04期

9 江亦元,王星华;昆仑山隧道渗漏水原因探讨及治理[J];中国铁道科学;2005年04期

10 周翠英,谭祥韶,邓毅梅,张乐民,王建华;特殊软岩软化的微观机制研究[J];岩石力学与工程学报;2005年03期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘鸿绪;对土冻结过程中若干冻胀力学问题的商榷[J];冰川冻土;1990年03期

2 赵国逵,苗青;土的冻胀对建筑物的危害与防治[J];低温建筑技术;2001年03期

3 盛平,于广云,王立波;人工地层水平冻结冻胀对邻桩的影响[J];地下空间与工程学报;2005年03期

4 白国权;仇文革;张俊儒;;冻土隧道冻胀力等级划分标准研究[J];隧道建设;2007年S2期

5 杨耀平;唐爱云;;高海拔地区土冻胀对建筑物的危害及其防治措施[J];中国高新技术企业;2009年08期

6 王书元;;土的冻胀及冷库地坪防冻[J];冷藏技术;1981年04期

7 周有才;中粗砂换填地基的防冻害效果[J];冰川冻土;1986年03期

8 随铁龄;;作用在建筑物上的冻胀力——渠系水工建筑物抗冻技术知识讲座[J];水利天地;1988年02期

9 苏彦;冻胀力的成因及墩台冻害整治[J];铁道建筑;1989年02期

10 李洪升,张小鹏,李光伟;合理考虑冻胀力的结构物设计原则[J];土木工程学报;1993年05期

相关会议论文 前10条

1 白国权;仇文革;张俊儒;;冻土隧道冻胀力等级划分标准研究[A];第六届海峡两岸隧道与地下工程学术及技术研讨会论文集[C];2007年

2 王振国;李志刚;;土的冻胀对建筑物的危害与防治[A];土木建筑学术文库（第7卷）[C];2007年

3 周金生;周国庆;商翔宇;王建州;周扬;;不同冻结模式下人工冻土冻胀规律的试验研究[A];矿山建设工程新进展——2005全国矿山建设学术会议文集（上册）[C];2005年

4 黄兴根;薛利兵;孟令新;;郓城煤矿副井冻胀力监测及其在冻结施工中的应用[A];第四届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2009年

5 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

6 张伯平;牟过斌;刘海军;;渠道衬砌抗冻胀问题研究[A];东北岩石力学与工程分会学术讨论会论文集[C];2005年

7 周坤;仇文革;;冻土隧道的冻胀力研究[A];中国交通土建工程学术论文集（2006）[C];2006年

8 崔灏;;三圈管冻结壁冻胀力的模型试验研究[A];矿山建设工程新进展——2006全国矿山建设学术会议文集（上册）[C];2006年

9 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

10 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

相关博士学位论文 前10条

1 杜晓燕;基于填充料冻胀与粗粒骨架相互作用的微冻胀填料冻胀机理研究[D];中国铁道科学研究院;2015年

2 赵玉报;高原高寒隧道围岩冻胀行为及施工对策研究[D];西南交通大学;2015年

3 李甲林;渠道衬砌冻胀破坏力学模型及防冻胀结构研究[D];西北农林科技大学;2009年

4 赵安平;季冻区路基土冻胀的微观机理研究[D];吉林大学;2008年

5 陈军浩;多圈管冻结模型试验及人工冻土冻胀规律研究[D];安徽理工大学;2013年

6 李岩;竖向直排冻结斜井模拟试验及冻土稳定性研究[D];中国矿业大学(北京);2012年

7 周扬;冻土冻胀理论模型及冻胀控制研究[D];中国矿业大学;2009年

8 邓刚;高海拔寒区隧道防冻害设计问题[D];西南交通大学;2012年

9 翟莲;季冻区湖岸构筑物冻害机理及防治方法的研究[D];吉林大学;2011年

10 李栋国;农安盐渍土冻胀及反复冻融强度衰减特性研究[D];吉林大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 范学敏;冻胀条件下土质深基坑工程监测与数值分析[D];中国地质大学(北京);2015年

2 吴海彬;寒区特长公路隧道积水冻胀问题和隧道内温度场分布规律研究[D];西南交通大学;2015年

3 高靖;装配式U型混凝土渠道抗冻有限元模型及数值模拟研究[D];宁夏大学;2015年

4 李存云;小型U形混凝土衬砌渠道冻胀变形试验研究[D];宁夏大学;2015年

5 孔祥平;双圈管冻结条件下饱水砂层中冻胀力变化规律研究[D];中国矿业大学;2015年

6 李根;渠道防渗置换防冻胀技术标准化模式研究[D];西北农林科技大学;2015年

7 韩新宇;含盐细砂地区铁路路基土冻胀规律的研究及其对路基变形的影响[D];兰州交通大学;2015年

8 霍珍生;吉林省农安地区碳酸盐渍土冻胀特性研究[D];吉林大学;2016年

9 董宇苍;隧道衬砌冻胀力学行为研究[D];石家庄铁道大学;2016年

10 张文博;斜井轴向冻结交圈过程中温度场和冻胀应力变化规律及判定技术研究[D];中国矿业大学;2016年

，

本文编号：1627987