寒区翼墙式隧道洞口段冻胀变形研究
发布时间：2021-07-20 18:35
在我国,季节性冻土大约占我国国土面积的55%,多年冻土大约占国土面积的20%。随着交通事业的发展,我国在冻土地区修建了许多隧道。然而,这些隧道非常容易发生冻害,比如衬砌冻胀开裂、洞门开裂、排水系统冻结堵塞等等。隧道的冻害不仅影响隧道结构的稳定性,增加隧道的管理维护成本,其还对行车安全带来了严重的不利影响。在隧道工程中,端墙式洞门与翼墙式洞门占比较大,同时,隧道洞口段受外界环境的影响最大,容易发生冻害问题。本文以室内模型试验为基础,同时结合数值模拟方法,对寒区隧道洞口段的温度场、水分场和冻胀变形规律进行了研究,初步探讨了围岩温度、水分环境与冻胀变形之间的关系。本文的主要工作如下:（1）为试验研究及数值仿真提供可靠参数进行了围岩土力学基本特性试验,包括密度试验、含水率试验、直剪试验、液塑限试验和击实试验,从而得到填土的含水率、密度、抗剪强度指标、液限、塑限等物理参数,为模型试验和数值分析提供依据。（2）根据相似理论,考虑水-热-力耦合效应研究确定模型的试验相似比并制作模型、埋设传感器,对隧道洞口段模型的温度、衬砌变形、洞门墙受力及冻胀位移进行数据采集和分析。试验研究表明:随着温度的降低,模...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
正六面体微单元xyz
兰州交通大学工程硕士学位论文-17-3隧道洞口段冻胀特性试验研究本文以青海省某隧道为背景，该隧道位于湟水河左侧山体中，隧道全长2342m，里程为K34+275~K36+617。隧址区受半干旱大陆性气候的影响，温差大，雨量集中，年平均降雨量为408.9mm，该地区极端气温最高达30.7℃，最低达到了-27.7℃。隧道进出口段地层岩性主要有第三系泥岩夹砂岩和第四系全新统洪积层，隧道洞身部分的地层岩性主要有第四系上更新统风积层及震旦系片麻岩层。隧址区存在地下水，主要是围岩裂隙水。该隧道洞口段围岩稳定性较差，存在衬砌开裂、拱顶渗水等冻害问题，如图3.1所示。图3.1隧道洞口段存在的冻害问题3.1土样性质试验对土样的基本物理特性参数进行试验测定，不仅可以为隧道模型试验的开展提供依据，也可以为后期的数值分析提供相关的物理参数。（a）击实试验（b）直剪试验
土样性质试验
【参考文献】：
期刊论文
[1]寒区隧道洞口保温段设置长度统计分析[J]. 叶朝良,高新强,朱永全,梁凯芳. 铁道建筑. 2019(12)
[2]季冻区客运专线隧道局部存水冻胀对衬砌力学性能的影响分析[J]. 王雪来,崔光耀,侯占鳌,吕晓聪. 高速铁路技术. 2019(05)
[3]多年冻土区隧道传热模型及温度场分布规律[J]. 韩跃杰,富志鹏,李博融. 中国公路学报. 2019(07)
[4]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)
[5]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)
[6]川西高海拔寒区富水隧道温度测试与冻胀分析[J]. 李又云,张玉伟,赵亚伟,李盈灿. 铁道科学与工程学报. 2018(07)
[7]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)
[8]冰-水相变对寒区隧道动态温度场影响研究[J]. 李彬嘉,晏启祥,曾勤,吴聪. 铁道标准设计. 2017(10)
[9]季节冻土区隧道洞口衬砌开裂机理及防治[J]. 郑波,吴剑,高红兵. 铁道工程学报. 2017(07)
[10]寒区隧道衬砌结构可靠性分析[J]. 黄华南,吴亚平,刘运明,孙建忠,魏明强. 铁道标准设计. 2017(07)
博士论文
[1]寒区高速铁路隧道温度场理论与保温技术研究[D]. 高焱.西南交通大学 2017
[2]多场耦合条件下高海拔寒区隧道温度场及安全性评价研究[D]. 胡熠.西南交通大学 2014
[3]高海拔寒区隧道冻胀机理及其保温技术研究[D]. 谭贤君.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2010
[4]寒区隧道冻害等级划分及防治技术研究[D]. 罗彦斌.北京交通大学 2010
硕士论文
[1]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
[2]高寒地区公路隧道衬砌结构冻害研究[D]. 杜磊.石家庄铁道大学 2017
[3]多年冻土隧道洞口段抗冻设防长度计算方法及温度响应研究[D]. 李磊.西南石油大学 2016
[4]寒区长大隧道温度场的三维分析及保温措施研究[D]. 龙垚.兰州交通大学 2013
[5]公路隧道洞门形式的分类及其适用条件的研究[D]. 梁鹏昆.长安大学 2012
本文编号：3293362
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
正六面体微单元xyz
兰州交通大学工程硕士学位论文-17-3隧道洞口段冻胀特性试验研究本文以青海省某隧道为背景，该隧道位于湟水河左侧山体中，隧道全长2342m，里程为K34+275~K36+617。隧址区受半干旱大陆性气候的影响，温差大，雨量集中，年平均降雨量为408.9mm，该地区极端气温最高达30.7℃，最低达到了-27.7℃。隧道进出口段地层岩性主要有第三系泥岩夹砂岩和第四系全新统洪积层，隧道洞身部分的地层岩性主要有第四系上更新统风积层及震旦系片麻岩层。隧址区存在地下水，主要是围岩裂隙水。该隧道洞口段围岩稳定性较差，存在衬砌开裂、拱顶渗水等冻害问题，如图3.1所示。图3.1隧道洞口段存在的冻害问题3.1土样性质试验对土样的基本物理特性参数进行试验测定，不仅可以为隧道模型试验的开展提供依据，也可以为后期的数值分析提供相关的物理参数。（a）击实试验（b）直剪试验
土样性质试验
【参考文献】：
期刊论文
[1]寒区隧道洞口保温段设置长度统计分析[J]. 叶朝良,高新强,朱永全,梁凯芳. 铁道建筑. 2019(12)
[2]季冻区客运专线隧道局部存水冻胀对衬砌力学性能的影响分析[J]. 王雪来,崔光耀,侯占鳌,吕晓聪. 高速铁路技术. 2019(05)
[3]多年冻土区隧道传热模型及温度场分布规律[J]. 韩跃杰,富志鹏,李博融. 中国公路学报. 2019(07)
[4]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)
[5]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)
[6]川西高海拔寒区富水隧道温度测试与冻胀分析[J]. 李又云,张玉伟,赵亚伟,李盈灿. 铁道科学与工程学报. 2018(07)
[7]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)
[8]冰-水相变对寒区隧道动态温度场影响研究[J]. 李彬嘉,晏启祥,曾勤,吴聪. 铁道标准设计. 2017(10)
[9]季节冻土区隧道洞口衬砌开裂机理及防治[J]. 郑波,吴剑,高红兵. 铁道工程学报. 2017(07)
[10]寒区隧道衬砌结构可靠性分析[J]. 黄华南,吴亚平,刘运明,孙建忠,魏明强. 铁道标准设计. 2017(07)
博士论文
[1]寒区高速铁路隧道温度场理论与保温技术研究[D]. 高焱.西南交通大学 2017
[2]多场耦合条件下高海拔寒区隧道温度场及安全性评价研究[D]. 胡熠.西南交通大学 2014
[3]高海拔寒区隧道冻胀机理及其保温技术研究[D]. 谭贤君.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2010
[4]寒区隧道冻害等级划分及防治技术研究[D]. 罗彦斌.北京交通大学 2010
硕士论文
[1]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
[2]高寒地区公路隧道衬砌结构冻害研究[D]. 杜磊.石家庄铁道大学 2017
[3]多年冻土隧道洞口段抗冻设防长度计算方法及温度响应研究[D]. 李磊.西南石油大学 2016
[4]寒区长大隧道温度场的三维分析及保温措施研究[D]. 龙垚.兰州交通大学 2013
[5]公路隧道洞门形式的分类及其适用条件的研究[D]. 梁鹏昆.长安大学 2012
本文编号：3293362
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3293362.html
