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寒区隧道围岩温度场分布特征及影响因素分析
被引量：
4
1
作者
李刚
钟小春
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2024年第2期143-152,共10页
中国高纬度、高海拔地区的隧道数量越来越多,在隧道实际运营过程中发生了不同程度的冻害,给隧道结构及公共交通带来隐患,因此冻害防治刻不容缓。通过建立寒区隧道三维传热模型,对寒区隧道温度场分布规律进行研究,讨论了初始地温、围岩...
中国高纬度、高海拔地区的隧道数量越来越多,在隧道实际运营过程中发生了不同程度的冻害,给隧道结构及公共交通带来隐患,因此冻害防治刻不容缓。通过建立寒区隧道三维传热模型,对寒区隧道温度场分布规律进行研究,讨论了初始地温、围岩密度、导热系数及比热容对温度场的影响,并对其影响程度进行了比较。结果表明:洞外低温空气是引起隧道内温度场发生显著变化的主要因素,导致隧道围岩出现径向变温圈,在自然风作用下(2 m·s^(-1),-10℃),初始地温为10℃的隧道围岩变温深度达到了8 m;初始地温对运营期的隧道温度场有着直接影响,初始地温每升高5℃,运营期围岩温度增大2.5℃;隧道围岩温度与围岩比热容、密度呈正相关,但与导热系数的关系和隧道径向距离有关,径向距离小于1.3 m时,呈正相关,反之呈负相关;采用灰色关联分析法得到的隧道温度场的影响敏感性从大到小排序依次为初始地温(1)、围岩密度(0.74)、围岩导热系数(0.71)、围岩比热容(0.68),可见初始地温对温度场的影响最大。
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关键词
寒区隧道
温度场
数值模拟
CFD
初始地温
围岩热物理参数
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职称材料
气象要素对寒区隧道径向温度场影响规律研究
被引量：
9
2
作者
孙克国
刘建正
+4 位作者
于铭钊
钟小春
连小良
吴红承
李刚
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第S01期140-148,共9页
季冻区的恶劣气象条件是寒区隧道衬砌冻害问题的主要原因之一。依托某寒区公路隧道,研究不同气象条件对隧道径向温度场分布的影响。首先,将现场实测数据与数值模拟结果进行对比,验证了计算方法和参数取值的准确性;然后,采用单因素循环法...
季冻区的恶劣气象条件是寒区隧道衬砌冻害问题的主要原因之一。依托某寒区公路隧道,研究不同气象条件对隧道径向温度场分布的影响。首先,将现场实测数据与数值模拟结果进行对比,验证了计算方法和参数取值的准确性;然后,采用单因素循环法,分析时间、洞内气温与初始地温对隧道径向温度场的影响规律。研究结果表明:冬季时期,隧道仰拱处的冻结与变温深度变化范围分别为0.323~4.78m和6.669~7.404m,明显高于隧道其他部位;隧道径向冻结与变温深度从仰拱沿着衬砌至拱顶不断减小。最后,对多种气象条件影响下的隧道断面温度场分布规律进行了量化分析,并得出了各初始地温与气温组合工况中,仰拱处冻结与变温深度的计算式,为寒区隧道的抗防冻设计提供了借鉴与参考。
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关键词
寒区隧道
温度场
数值模拟
单因素循环法
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职称材料
高寒地区组合梁斜拉桥施工阶段温度效应研究
被引量：
14
3
作者
韩石
刘永健
+3 位作者
王振华
白永新
刘江
王志祥
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2021年第5期99-106,共8页
以青海地区主跨560 m的海黄大桥为依托工程,基于桥位附近气象站近5年气象数据,采用热传导原理对海黄大桥的钢梁、混凝土桥面板、斜拉索和桥塔温度场进行模拟,提取并分析了不同部件温度作用。基于此,采用杆系模型计算了组合梁斜拉桥在最...
以青海地区主跨560 m的海黄大桥为依托工程,基于桥位附近气象站近5年气象数据,采用热传导原理对海黄大桥的钢梁、混凝土桥面板、斜拉索和桥塔温度场进行模拟,提取并分析了不同部件温度作用。基于此,采用杆系模型计算了组合梁斜拉桥在最大双悬臂和最大单悬臂2个关键工况下的温度效应。结合施工误差控制范围,给出了各部件施工控制的最佳时间段。研究结果表明:不同季节太阳辐射作用下,钢梁、桥面板、斜拉索和桥塔的有效温度和等效竖向线性温差变化规律相似,但数值相差较大,夏季最高,冬季最低;部件温差较大,混凝土桥面板与与斜拉索最大温差为10.8℃,在斜拉桥设计细则规定的范围内;拉索与主塔的最大温差为10.2℃,大于规范建议的温差值;组合梁的等效竖向线性温差可达14.9℃,超过中国规范取值;温度作用下,主梁位移日变化最大可达87 mm,主梁标高控制宜在19:00—6:00进行;塔顶偏位可达54 mm,塔顶偏位监测宜选择凌晨2:00—10:00;索力变化值达施工控制索力的4.4%,在施工控制中应当避开8:00—20:00;在海黄大桥施工控制过程中,充分考虑了温度作用的影响,取得了良好的施工控制效果。
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关键词
斜拉桥
组合梁
施工阶段
热传导分析
温度效应
高寒地区
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职称材料
题名
寒区隧道围岩温度场分布特征及影响因素分析
被引量：
4
1
作者
李刚
钟小春
机构
青海省交通工程技术服务中心
中铁五局集团第一
工程
有限责任公司
出处
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2024年第2期143-152,共10页
基金
青海五矿中铁公路建设管理有限公司项目(2020-XC2-FW-005)。
文摘
中国高纬度、高海拔地区的隧道数量越来越多,在隧道实际运营过程中发生了不同程度的冻害,给隧道结构及公共交通带来隐患,因此冻害防治刻不容缓。通过建立寒区隧道三维传热模型,对寒区隧道温度场分布规律进行研究,讨论了初始地温、围岩密度、导热系数及比热容对温度场的影响,并对其影响程度进行了比较。结果表明:洞外低温空气是引起隧道内温度场发生显著变化的主要因素,导致隧道围岩出现径向变温圈,在自然风作用下(2 m·s^(-1),-10℃),初始地温为10℃的隧道围岩变温深度达到了8 m;初始地温对运营期的隧道温度场有着直接影响,初始地温每升高5℃,运营期围岩温度增大2.5℃;隧道围岩温度与围岩比热容、密度呈正相关,但与导热系数的关系和隧道径向距离有关,径向距离小于1.3 m时,呈正相关,反之呈负相关;采用灰色关联分析法得到的隧道温度场的影响敏感性从大到小排序依次为初始地温(1)、围岩密度(0.74)、围岩导热系数(0.71)、围岩比热容(0.68),可见初始地温对温度场的影响最大。
关键词
寒区隧道
温度场
数值模拟
CFD
初始地温
围岩热物理参数
Keywords
cold region tunnel
temperature field
numerical simulation
CFD
initial ground temperature
thermal physical parameter of surrounding rock
分类号
U457 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
气象要素对寒区隧道径向温度场影响规律研究
被引量：
9
2
作者
孙克国
刘建正
于铭钊
钟小春
连小良
吴红承
李刚
机构
西南
交通
大学
交通
隧道
工程
教育部重点实验室
青海
五矿中铁公路建设管理有限公司
中国中铁五局集团有限公司
青海省交通工程技术服务中心
出处
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第S01期140-148,共9页
基金
国家自然科学基金(52178396)
文摘
季冻区的恶劣气象条件是寒区隧道衬砌冻害问题的主要原因之一。依托某寒区公路隧道,研究不同气象条件对隧道径向温度场分布的影响。首先,将现场实测数据与数值模拟结果进行对比,验证了计算方法和参数取值的准确性;然后,采用单因素循环法,分析时间、洞内气温与初始地温对隧道径向温度场的影响规律。研究结果表明:冬季时期,隧道仰拱处的冻结与变温深度变化范围分别为0.323~4.78m和6.669~7.404m,明显高于隧道其他部位;隧道径向冻结与变温深度从仰拱沿着衬砌至拱顶不断减小。最后,对多种气象条件影响下的隧道断面温度场分布规律进行了量化分析,并得出了各初始地温与气温组合工况中,仰拱处冻结与变温深度的计算式,为寒区隧道的抗防冻设计提供了借鉴与参考。
关键词
寒区隧道
温度场
数值模拟
单因素循环法
Keywords
tunnel in cold region
temperature field
numerical simulation
single-factor cycle method
分类号
U457.2 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
高寒地区组合梁斜拉桥施工阶段温度效应研究
被引量：
14
3
作者
韩石
刘永健
王振华
白永新
刘江
王志祥
机构
青海省交通工程技术服务中心
长安大学公路学院
鄂尔多斯市
交通
运输
工程
质量监测鉴定
服务
中心
安徽省
交通
规划设计研究总院股份有限公司
出处
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2021年第5期99-106,共8页
基金
国家自然科学基金项目(51978061)
交通运输部建设科技项目(2014318363230)。
文摘
以青海地区主跨560 m的海黄大桥为依托工程,基于桥位附近气象站近5年气象数据,采用热传导原理对海黄大桥的钢梁、混凝土桥面板、斜拉索和桥塔温度场进行模拟,提取并分析了不同部件温度作用。基于此,采用杆系模型计算了组合梁斜拉桥在最大双悬臂和最大单悬臂2个关键工况下的温度效应。结合施工误差控制范围,给出了各部件施工控制的最佳时间段。研究结果表明:不同季节太阳辐射作用下,钢梁、桥面板、斜拉索和桥塔的有效温度和等效竖向线性温差变化规律相似,但数值相差较大,夏季最高,冬季最低;部件温差较大,混凝土桥面板与与斜拉索最大温差为10.8℃,在斜拉桥设计细则规定的范围内;拉索与主塔的最大温差为10.2℃,大于规范建议的温差值;组合梁的等效竖向线性温差可达14.9℃,超过中国规范取值;温度作用下,主梁位移日变化最大可达87 mm,主梁标高控制宜在19:00—6:00进行;塔顶偏位可达54 mm,塔顶偏位监测宜选择凌晨2:00—10:00;索力变化值达施工控制索力的4.4%,在施工控制中应当避开8:00—20:00;在海黄大桥施工控制过程中,充分考虑了温度作用的影响,取得了良好的施工控制效果。
关键词
斜拉桥
组合梁
施工阶段
热传导分析
温度效应
高寒地区
Keywords
cable-stayed bridge
composite girder
construction stage
heat conduction analysis
temperature effect
alpine region
分类号
TU375 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
寒区隧道围岩温度场分布特征及影响因素分析
李刚
钟小春
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2024
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
气象要素对寒区隧道径向温度场影响规律研究
孙克国
刘建正
于铭钊
钟小春
连小良
吴红承
李刚
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2021
9
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
高寒地区组合梁斜拉桥施工阶段温度效应研究
韩石
刘永健
王振华
白永新
刘江
王志祥
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2021
14
在线阅读
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职称材料
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