考虑升温和洞口水分影响的寒区隧道端墙式洞门结构冻胀特性分析
发布时间：2021-03-27 13:21
为了分析寒区隧道端墙式洞门结构在考虑升温和洞口水分迁移、补给条件下的冻胀力学特征,本文在国家自然科学基金（项目批准号:41761015）的支持下,以青海某寒区隧道洞口段及端墙式洞门结构为工程依托进行针对性研究。结合寒区冻土的热力学相关特性,运用有限元计算软件,建立寒区隧道洞口段及端墙式洞门结构的有限元分析模型,考虑因洞口水分条件导致的围岩内部水冰相变及升温条件等因素,对寒区隧道进行分析。首先进行隧道洞口段及端墙式洞门结构附近温度场分布规律的研究,然后根据影响端墙式洞门结构冻胀力的温度场确定冻结深度大致变化范围,通过理论推导解析公式及数值模拟对端墙式洞门结构在考虑升温和洞口水分迁移、补给条件下的冻胀力进行计算,确定端墙式洞门结构所受冻胀力大致分布特征,并着手进行室内相似模型试验与解析计算、数值计算形成对比,验证所提方法的适用性。本文针对主要研究课题进行了下述工作:第一,在查阅大量隧址区的水文、地质资料获得土体随温度变化的物理力学及热力学参数资料的基础上,根据现场勘查结果确定热分析所需边界温度函数,继而对寒区隧道冻胀数值计算及解析计算在国内外的研究与发展作了详尽而系统的归纳阐述,提出满足本...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：124 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国冻土分布图
考虑升温和洞口水分影响的寒区隧道端墙式洞门结构冻胀特性分析（2）室内相似模型试验以青海某隧道洞口段为原型，进行温度场和冻胀力的室内模型试验，测试不同断的温度、应变及应力，将监测数据与数值模拟结果相互对比进行综合分析，得出合理论。（3）理论解析计算根据冻融岩石圈整体冻胀模型得出端墙式洞门边墙结构冻胀力解析计算公式，参类似寒区工程推导出适用于端墙式洞门端墙结构冻胀力解析计算公式。1.4.3 研究技术路线本文以青海某寒区隧道为研究对象，对该隧道洞口段及洞门结构进行系统分析。要包括隧道洞口段伴相变瞬态温度场数值模拟、端墙式洞门结构的冻胀机理研究及数计算和解析计算、隧道洞口段室内相似模型试验。根据上述工作制定本文技术路线：
兰州交通大学工程硕士学位论文2 工程概况2.1 工程介绍本文以青海某隧道为研究对象，主要研究考虑升温和洞口水分迁移与补给条件下的端墙式洞门结构冻胀机理。该隧道位于湟水河左侧高山的山体中，起讫里程为K34+275~ K36+617，隧道全长 2342m，隧道全部位于直线上，进口段 1423m 位于线路纵坡坡率为 5.8‰的上坡上，出口段 917m 位于线路纵坡坡率为 3‰的下坡。隧道洞口段目前存在上行拱腰、拱顶渗水、边墙渗水、衬砌裂缝等冻害现象。
【参考文献】：
期刊论文
[1]寒区隧道冻胀力影响因素相关程度分析[J]. 于清杨,张超,刘晨. 路基工程. 2019(01)
[2]多年冻土区姜路岭隧道施工水热力数值研究[J]. 李双洋,牛富俊,孙志忠,石梁宏. 冰川冻土. 2018(05)
[3]季冻区山岭公路隧道冻胀力学特征数值模拟研究[J]. 程涛,张东明,孙福申,黄宏伟. 自然灾害学报. 2018(04)
[4]基于Mohr-Coulomb准则寒区隧道围岩应力弹塑性解析[J]. 覃爱民,骆汉宾. 地下空间与工程学报. 2018(02)
[5]寒区隧道围岩最大冻结深度计算的半解析方法[J]. 夏才初,吕志涛,黄继辉,李强. 岩土力学. 2018(06)
[6]基于温度场时空分布特征的寒区隧道冻胀模型[J]. 张玉伟,谢永利,李又云,赖金星. 岩土力学. 2018(05)
[7]基于破碎冻融圈的寒区隧道冻胀模型及影响因素分析[J]. 张玉伟,李又云,谢永利,昝文博. 现代隧道技术. 2017(06)
[8]考虑地下水位影响的现浇混凝土梯形渠道冻胀破坏力学分析[J]. 肖旻,王正中,刘铨鸿,王羿,葛建锐. 农业工程学报. 2017(11)
[9]寒区隧道温度场分布规律及围岩特性影响[J]. 孙克国,徐雨平,仇文革,郑强. 现代隧道技术. 2016(06)
[10]寒区公路隧道冻胀力荷载的分布形式和简化计算方法[J]. 黄继辉,夏才初,韩常领,李志厚. 现代隧道技术. 2016(05)
博士论文
[1]季节性寒区隧道围岩温度场与变形特性研究[D]. 冯强.中国矿业大学 2014
[2]隧道工程热液固多场耦合效应研究[D]. 谢红强.西南交通大学 2006
硕士论文
[1]寒区隧道围岩水热力耦合数值分析[D]. 景远吉.西安科技大学 2017
[2]季节性冻土隧道洞口段防冻保温技术研究[D]. 崔振伟.兰州交通大学 2017
[3]室内单轴冻胀本构试验及冻土隧道冻胀力模型试验研究[D]. 匡亮.西南交通大学 2006
[4]隧道冻害机理及冻胀力计算方法的研究[D]. 吴剑.西南交通大学 2004
本文编号：3103582
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：124 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国冻土分布图
考虑升温和洞口水分影响的寒区隧道端墙式洞门结构冻胀特性分析（2）室内相似模型试验以青海某隧道洞口段为原型，进行温度场和冻胀力的室内模型试验，测试不同断的温度、应变及应力，将监测数据与数值模拟结果相互对比进行综合分析，得出合理论。（3）理论解析计算根据冻融岩石圈整体冻胀模型得出端墙式洞门边墙结构冻胀力解析计算公式，参类似寒区工程推导出适用于端墙式洞门端墙结构冻胀力解析计算公式。1.4.3 研究技术路线本文以青海某寒区隧道为研究对象，对该隧道洞口段及洞门结构进行系统分析。要包括隧道洞口段伴相变瞬态温度场数值模拟、端墙式洞门结构的冻胀机理研究及数计算和解析计算、隧道洞口段室内相似模型试验。根据上述工作制定本文技术路线：
兰州交通大学工程硕士学位论文2 工程概况2.1 工程介绍本文以青海某隧道为研究对象，主要研究考虑升温和洞口水分迁移与补给条件下的端墙式洞门结构冻胀机理。该隧道位于湟水河左侧高山的山体中，起讫里程为K34+275~ K36+617，隧道全长 2342m，隧道全部位于直线上，进口段 1423m 位于线路纵坡坡率为 5.8‰的上坡上，出口段 917m 位于线路纵坡坡率为 3‰的下坡。隧道洞口段目前存在上行拱腰、拱顶渗水、边墙渗水、衬砌裂缝等冻害现象。
【参考文献】：
期刊论文
[1]寒区隧道冻胀力影响因素相关程度分析[J]. 于清杨,张超,刘晨. 路基工程. 2019(01)
[2]多年冻土区姜路岭隧道施工水热力数值研究[J]. 李双洋,牛富俊,孙志忠,石梁宏. 冰川冻土. 2018(05)
[3]季冻区山岭公路隧道冻胀力学特征数值模拟研究[J]. 程涛,张东明,孙福申,黄宏伟. 自然灾害学报. 2018(04)
[4]基于Mohr-Coulomb准则寒区隧道围岩应力弹塑性解析[J]. 覃爱民,骆汉宾. 地下空间与工程学报. 2018(02)
[5]寒区隧道围岩最大冻结深度计算的半解析方法[J]. 夏才初,吕志涛,黄继辉,李强. 岩土力学. 2018(06)
[6]基于温度场时空分布特征的寒区隧道冻胀模型[J]. 张玉伟,谢永利,李又云,赖金星. 岩土力学. 2018(05)
[7]基于破碎冻融圈的寒区隧道冻胀模型及影响因素分析[J]. 张玉伟,李又云,谢永利,昝文博. 现代隧道技术. 2017(06)
[8]考虑地下水位影响的现浇混凝土梯形渠道冻胀破坏力学分析[J]. 肖旻,王正中,刘铨鸿,王羿,葛建锐. 农业工程学报. 2017(11)
[9]寒区隧道温度场分布规律及围岩特性影响[J]. 孙克国,徐雨平,仇文革,郑强. 现代隧道技术. 2016(06)
[10]寒区公路隧道冻胀力荷载的分布形式和简化计算方法[J]. 黄继辉,夏才初,韩常领,李志厚. 现代隧道技术. 2016(05)
博士论文
[1]季节性寒区隧道围岩温度场与变形特性研究[D]. 冯强.中国矿业大学 2014
[2]隧道工程热液固多场耦合效应研究[D]. 谢红强.西南交通大学 2006
硕士论文
[1]寒区隧道围岩水热力耦合数值分析[D]. 景远吉.西安科技大学 2017
[2]季节性冻土隧道洞口段防冻保温技术研究[D]. 崔振伟.兰州交通大学 2017
[3]室内单轴冻胀本构试验及冻土隧道冻胀力模型试验研究[D]. 匡亮.西南交通大学 2006
[4]隧道冻害机理及冻胀力计算方法的研究[D]. 吴剑.西南交通大学 2004
本文编号：3103582
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