季节性冻土区隧道冻害机理、预防及处置措施研究

发布时间：2020-08-27 10:39

【摘要】：随着我国交通运输的发展,铁路隧道建设逐渐向季节性冻土区延伸。由于冻土区自然环境恶劣,隧道的冻害问题逐渐引起人们的重视。本文在调查了60座寒区隧道的基础上,使用ANSYS对隧道温度场进行计算研究。分析了不同外界条件对隧道冻害的影响程度;采用层次分析法和模糊综合评判法,对隧道冻害进行分级;计算出隧道保温层长度的拟合公式。主要完成的工作有:(1)采用层次分析法和模糊综合评判法,建立隧道冻害评价体系。首先建立起模糊综合评判模型,使用数值模拟、调研和查阅文献的方法对各个影响因素进行分析,用层次分析法确定不同外界因素的权重,用半梯形函数确定隶属度,最后使用加权平均型评判模型计算得到最后的分级。(2)计算出保温层设防长度的拟合公式。采用控制变量法,分别控制外界温度、风速和围岩温度三个变量,通过数值模拟得到三个因素和保温层设防长度的关系,将不同长度、外界温度、风速和围岩温度的数据进行分析,最终得到保温层设防长度的计算公式,并用杀虎口隧道进行验证结论的正确性。模拟保温水沟的温度场,得到保温水沟的温度分布规律。(3)隧道冻害的预防及处置措施。针对不同的冻害等级,分析了主要的冻害类型,得出不同冻害等级的隧道所对应的冻害处理措施。并分别使用一个新建隧道和一个既有隧道进行验证结论的正确性。本文的研究成果对隧道的保温设防提供了理论支持和依据,对工程具有一定的参考意义。
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U457
【图文】：

深埋水沟构造图

图 1-2 保温水沟构造图像一条带孔的小隧道，它于冻结线以下，修建在隧道沟、保温出水口和检查井等，使隧道衬砌后面的围岩水洞，最终顺利排出隧道，防止水在隧道中冻结。防低于-20 ℃、冻结深度为 5~6m 的地区。防寒泄水洞的图 1-3 防寒泄水洞构造图主要研究内容及技术路线05SH-400 排水管 10 泄水孔

保温水沟适用于最冷月平均温度在-5~-15 ℃、粘性土。若隧道较短，则需全长铺设；若隧道很长，可以设在隧道造如图 1-2 所示。图 1-2 保温水沟构造图洞就像一条带孔的小隧道，它于冻结线以下，修建在隧道正盲沟、保温出水口和检查井等，使隧道衬砌后面的围岩中泄水洞，最终顺利排出隧道，防止水在隧道中冻结。防寒度低于-20 ℃、冻结深度为 5~6m 的地区。防寒泄水洞的构排水沟向排水沟电缆沟 盖板保温层路面排水沟盖板

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本文编号：2805996