强震区高岩温隧道阻热抗震技术研究

发布时间：2019-11-11 01:22

【摘要】：研究目的:强震区高岩温隧道的结构安全性及稳定性是当前亟待研究和解决的热点问题之一。为降低高岩温隧道支护结构的服役温度并提高其震时安全性,本文以拉日铁路吉沃希嘎隧道为研究背景,通过采用有限差分数值模拟技术,对强震区高岩温隧道的阻热抗震技术进行研究。研究结论:(1)探明了隧道采用围岩注浆的最佳阻热方案,即注浆厚度为3 m、注浆区与初支的间距为0 m的接触注浆;(2)探明了隧道采用围岩注浆的最佳抗震方案,即注浆厚度为3 m、注浆区与初支的间距为0.5 m的间隔注浆;(3)从支护结构的阻热效果和抗震效果两个方面综合考虑,强震区高岩温隧道建议采用围岩注浆最佳抗震方案进行阻热抗震设防设计;(4)该研究成果可为强震区高岩温隧道阻热抗震技术的发展提供借鉴。
【图文】：

?高岩温隧道支护结构采用曲墙复合式衬砌，初支采用25cm厚的C25喷射混凝土，二衬采用45cm厚的C25模筑混凝土。2．2计算情况2．2．1计算模型以吉沃希嘎高岩温隧道为研究背景，建立计算模型，本构模型为弹塑性模型，计算模型采用摩尔－库仑屈服准则。隧道纵向开挖深度为100m，，埋深200m，隧道底部围岩厚35m，左右两侧宽度各取5倍隧道跨度约35m。计算模型的力学边界为:上边界无约束，下边界和左右边界为全约束;热力学边界条件为:上边界温度固定为30℃，下边界温度固定为60℃，隧道二衬外表面温度设为28℃。计算模型如图1所示。加固区间隔区图1计算模型2．2．2计算参数以实际勘察资料为依据，高岩温隧道计算参数如表1所示。表1计算模型参数参数项目重度/(kN/m)弹性模量/GPa泊松比内摩擦角/(°)围岩201．50．424初支22230．2二衬2529．50．2加固区2370．3528．82．2．3计算工况实际工程中常用注浆厚度为2～3m。因此，本文主要对注浆厚度为3m的方案进行阻热抗震措施的优眩计算工况如表2所示。表2计算工况工况注浆厚度/m注浆间隔/m工况100工况230工况330．5工况注浆厚度/m注浆间隔/m工况431工况531．5工况63284铁道工程学报2017年9月

过模型底部向上部结构传递。地震波选取汶川地震加速度波(卧龙测站)，按9度地震烈度标准化，时间间隔为0．05s，持续时间为40s。利用滤波软件进行滤波和基线校正，处理后的地震波加速度时程曲线如图2所示。加速度/（m·s-2）43210-1-2-30510152025303540时间/s（a）X方向加速度/（m·s-2）3210-1-2-30510152025303540时间/s（b）Y方向加速度/（m·s-2）3210-1-2-30510152025303540时间/s（c）Z方向图2加速度时程曲线2．2．5测点布置选取计算模型的纵向中间截面处为监测断面，分别提取各工况二衬结构的拱顶、左拱腰、左边墙、左拱脚、右拱腰、右边墙、右拱脚、仰拱等8个测点的温度值、内力值进行阻热、抗震效果分析，测点布置如图3所示。右边墙左拱腰左拱脚拱顶右拱脚仰拱右拱腰左边墙图3测点布置3围岩注浆阻热效果比选不同工况支护结构的断面平均温度和阻热效果以工况1为比较对象进行最优阻热效果的优选，计算结果如表3所示。表3各工况平均温度和阻热效果工况支护结构断面平均温度/℃阻热效果/%工况129．3工况228．72．04(↑)工况328．771．81(↑)工况428．781．77(↑)工况528．791．74(↑)工况628．81．71(↑)由表3可知，围岩不注浆时的支护结构断面平均温度为29．3℃，围岩注浆后的最高平均温度均低于29℃;注浆阻热效果最好的为工况2，即厚度为3m的接触注浆，与工况1相比，温度降低了2．04%;与工况2相比，随着围岩注浆间隔的增加，工况3～工况6的阻热效果基本呈现降低的趋势，但温度变化幅度都很校综上，围岩注浆可以对支护结构起到明显的阻热效果;不同间隔的围岩注浆

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 申玉生;高波;王峥峥;;强震区山岭隧道振动台模型试验破坏形态分析[J];工程力学;2009年S1期

2 申玉生;;强震区不良地质段隧道可变结构抗减震技术研究[J];学术动态;2012年03期

3 汪波;何川;周艺;许金华;;强震区软弱岩体震裂特征及其隧道建设中面临的问题[J];公路隧道;2013年04期

4 郝小红;孙常新;高峰;;强震区隧道衬砌作用力计算方法探讨[J];工程抗震与加固改造;2011年06期

5 叶元芬;高云峰;;强震区超长桩—土动力相互作用的研究[J];黑龙江科技信息;2009年35期

6 汪波;李天斌;何川;周艺;;强震区软岩隧道大变形破坏特征及其成因机制分析[J];岩石力学与工程学报;2012年05期

7 葛正辉;郑金龙;孙振;;强震区破碎千枚岩隧道二次衬砌开裂原因分析及处治设计[J];公路隧道;2013年02期

8 许涤平;;强震区桥梁墩台减载支撑加固技术研究[J];煤炭技术;2011年10期

9 陈允中;全国铁路桥梁抗震技术交流会[J];铁道建筑;1982年04期

10 崔英明;刘家敏;;强震区桥台滑移变位特性及趋势研究[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2010年06期

相关会议论文 前2条

1 申玉生;高波;胡邦;毕立栋;翟加生;;强震区隧道结构振动台模型试验相关问题研究[A];第八届全国地震工程学术会议论文集（Ⅱ）[C];2010年

2 申玉生;高波;王峥峥;;强震区山岭隧道振动台模型试验破坏形态分析[A];第17届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅱ册）[C];2008年

相关硕士学位论文 前4条

1 胡毅;强震区梁桥破坏机理、安全评价与抗震防护技术[D];重庆交通大学;2011年

2 吴耀宗;强震区公路隧道结构安全模糊综合评判方法的研究[D];西南交通大学;2011年

3 胡志旭;汶川地震强震区土体损伤效应研究[D];西南交通大学;2010年

4 陈永前;强震区隧道工程地震响应特征分析[D];中国地震局地壳应力研究所;2015年

本文编号：2559116