季冻区隧道温度场分布规律及衬砌冻胀力分析

论文摘要

本文以赤柏松隧道为工程背景,采用大型岩土软件flac3d,依据当地气象资料,结合赤柏松隧道的实际地质条件,建立了赤柏松隧道模型,利用软件自身内嵌的fish语言编写了动态边界条件和动态参数变化程序,进而模拟分析隧道围岩温度场与季节性气温变化的对应关系,分析了围岩温度场的动态分布规律及其与渗流场、应力场的耦合关系,利用fish语言编写动态冻结过程,分析隧道冻胀力的分布变化规律,模拟冻融循环过程中围岩中水体冻结流动的推测可能出现渗漏的区域,为季冻区隧道衬砌结构设计、保温结构设计、排水设计提供参考。

论文目录

• 内容提要
• 第1章 绪论
• 1.1 问题提出的背景、目的与意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 温度场研究现状
• 1.2.2 冻岩力学研究现状
• 1.2.3 隧道冻胀机理的研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 温度场分析理论及FLAC 3D 计算原理
• 2.1 温度场分析理论
• 2.1.1 热传导
• 2.1.2 热对流
• 2.1.3 热辐射
• 2.1.4 温度应力
• 2.2 FLAC 3d 的计算原理
• 2.2.1 热传导模型的计算
• 2.2.2 热对流模型的计算
• 2.2.3 热传导控制微分方程的有限差分格式
• 2.2.4 渗流场与温度场耦合有限差分分析
• 2.3 冻胀力的弹性力学计算方法
• 2.4 本章小结
• 第3章 赤柏松隧道工程概况及冻害机理分析
• 3.1 赤柏松隧道工程地质概况
• 3.1.1 区域地质条件
• 3.1.2 隧道工程地质条件
• 3.2 季冻区隧道冻害机理
• 3.2.1 隧道衬砌冻胀机理
• 3.2.2 隧道围岩冻胀对隧道衬砌的作用
• 3.2.3 隧道冻胀变形破坏机理
• 3.3 本章小结
• 第4章 赤柏松隧道温度场分布规律及冻胀力数值模拟计算
• 4.1 建模参数与假设
• 4.2 赤柏松隧道温度场的数值模拟
• 4.3 多场耦合数值模拟
• 4.4 隧道冻胀力的数值模拟计算
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT