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题名寒区隧道全方位节能保温防冻方法研究
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作者
刘文俊
凌同华
蒋望涛
江永志
谭嘉诺
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机构
长沙理工大学土木与环境工程学院
怀化学院后勤基建处
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出处
《隧道建设(中英文)》
北大核心
2025年第7期1272-1285,共14页
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基金
国家自然科学基金项目(52478386,42401150)
湖南省自然科学基金资助项目(2025JJ70439)。
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文摘
寒区隧道冻害现象对工程结构稳定及运营安全构成了显著威胁,为探寻高效节能的保温方法,实现冻害的有效防治,基于离壁式保温法,充分利用空气的低导热性,建立一种全方位被动保温防冻基础模型,并提出配套的主动供暖措施,组成多种被动防寒与主动供暖相结合的防冻方法;对其涉及的多场耦合进行理论分析,采用COMSOL Multiphysics数值模拟软件,对比探究相关被动-主动耦合防冻的节能保温性能,并据此提出一种融合被动防寒与主动供暖优势、实现二者协同增效的防冻方法。研究表明:1)向离壁式空气层中通入速度0.5 m/s、温度1℃的热空气可避免仰拱上部衬砌冻害发生,隧道中部如有正积温空气,可直接引入使用,节能有效;2)在中空保温结构管空气层中敷设线功率1.1 W/m的加热电缆,可保证管道水不冻结,相较于直接敷设加热电缆的节能效率达94.5%,同时避免了管道内部水对加热电缆的影响;3)仰拱衬砌与保温层之间敷设的横向加热电缆最佳间距为2 m,拱脚设纵向辅助加热电缆可快速达到防冻效果。
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关键词
寒区隧道
离壁式保温法
热空气
中空保温结构管
数值模拟
保温效果
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Keywords
tunnels in cold regions
off-wall thermal insulation method
hot air
hollow insulation structure pipe
numerical simulation
thermal insulation effect
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分类号
U459.2
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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