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题名低海拔季节性冻土明洞隧道保温措施
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作者
高鹏
费春伟
周元辅
汪垣宇
甄永琪
杜梦伟
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机构
中交路桥北方工程有限公司
重庆交通大学土木工程学院
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2025年第24期10449-10458,共10页
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基金
重庆市自然科学基金(CSTB2022NSCQ-MSX1515)。
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文摘
低海拔季节性冻土明洞隧道常不考虑冻胀对明洞的影响,但此类隧道遇到冻害的概率极大,因此研究明洞隧道保温措施对隧道正常运营及行车安全具有重要意义。以低海拔季节性冻土区汗沟2号隧道为依托工程,利用Comsol Multiphysics有限元软件建立热力数值模型,研究不同种保温层铺设位置情况下隧道明洞的围岩温度变化规律,以及不同保温层厚度和不同回填厚度对明洞温度和衬砌应力的分布影响。结果表明:在明洞结构内外铺设保温层时保温效果都较好;无保温层铺设时,拱顶围岩处于负温状态,容易导致双向冻结,拱顶衬砌所受最大峰值应力为938 kPa,设置6 cm保温层时为547 kPa,降低了71%。保温层和回填厚度越大,围岩温度分布情况越有利,衬砌应力越小。研究成果可为类似低海拔季节性冻土区隧道明洞保温方案制定提供参考和建议。
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关键词
季节性冻土隧道
明洞
热力耦合
数值模拟
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Keywords
seasonally frozen tunnel
open cut tunnel
thermo-mechanical coupling
numerical simulation
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分类号
U452
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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题名寒区非圆形隧道冻胀力的解析解
被引量：15
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作者
李岩松
陈寿根
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机构
中国五冶集团有限公司
西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第1期196-207,共12页
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基金
中央高校基本科研业务费专项资金项目(SWJTU11ZT33)
教育部创新团队发展计划(IRT0955)资助.
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文摘
利用复变函数相应理论引入一种求解考虑衬砌结构的季节性冻土地区非圆形隧道冻胀力和冻胀变形的方法.方法克服了隧道断面形状为非圆形状并且同时考虑非圆形隧道支护、冻胀圈、未冻围岩时,经典的复变函数理论不能直接应用求解非圆形隧道应力和位移的问题.方法通过将经典复变函数理论与连续性条件结合,导出了非圆形隧道衬砌-冻胀圈-未冻围岩系统在正交曲线坐标系ζ平面内的解析式,然后通过保角变换求得直角坐标系Z平面上考虑衬砌支护的寒区非圆形隧道冻胀力和冻胀变形.将推导的解析式应用于鹧鸪山隧道洞口段研究中,得到鹧鸪山隧道洞口段冻胀应力和冻胀位移解析解,并将解析解与数值解进行对比,验证解析解的正确性.由结果可知:围岩冻胀力对衬砌影响明显,在拱顶、拱脚、拱底处因冻胀造成的环向附加应力显著增大;在拱脚及两侧拱肩处会受到较大的法向附加应力;由于衬砌几何形状的原因,造成了衬砌冻胀变形的不均匀,进而造成冻胀力分布不均.应用复变函数理论将冻胀圈考虑为马蹄形、直墙拱形等非圆形状较以往将冻胀圈考虑为单一圆环的冻胀力研究更符合实际,较以往研究更能反映实际工况.研究结果为季节性冻土地区非圆形隧道冻胀力的弹塑性分析奠定了基础.
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关键词
季节性冻土隧道
非圆形衬砌
复变函数
冻胀力
解析解
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Keywords
cold-region tunnel
non-circular lining
complex variables
frost force
analytic solution
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分类号
TU91
[建筑科学—建筑理论]
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