乌零一级公路隧道温度场特征及冻害防治措施研究

论文摘要

随着国民经济的迅猛发展,国家逐年加大基础设施建设的力度,尤其在公路建设方面,人们对路网完善需求的也在不断增加,大量寒区隧道的修建是避不可免的。如何能提供安全、合理、经济的措施,减少或避免隧道冻害成为一个亟待解决的问题。本文以巴勒根达板隧道为背景,从隧道温度场分布着手,通过对隧道区大气温度和围岩内部温度现场测试,总结了隧道区及隧道围岩内部气温分布与变化特征,获得围岩温度场分布及变化规律同隧道环境温度、地质水文条件的关系。而后进行了隧道温度场的理论计算,利用有限元软件建立了隧道温度场分布的有限元模型,实现了在有无保温层情况下温度场分布的有限元计算。最后,介绍了冻害产生的常见类型及其产生原因,提出从治水、改善热环境、加强衬砌三方面着手的整体防治措施,并对巴勒根达板隧道工程的防冻措施进行了效果评价。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的及意义
• 1.2 国内外寒区隧道研究现状
• 1.2.1 国内研究概况
• 1.2.2 国外研究概况
• 1.3 本文研究的内容和方法
• 1.3.1 研究的主要内容
• 1.3.2 研究的主要方法
• 第二章 巴勒根达板隧道温度场测试及结果分析
• 2.1 巴勒根达板隧道工程概况
• 2.1.1 气象及水文条件
• 2.1.2 隧道工程地质条件
• 2.1.3 隧道设计与施工方案
• 2.2 道温度场监测设计方案
• 2.2.1 隧道区大气温度场监测方案
• 2.2.2 围岩内部温度场监测方案
• 2.3 隧道区大气温度观测
• 2.3.1 隧道区大气温度观测结果
• 2.3.2 隧道温度变化曲线分析
• 2.4 隧道围岩温度分析
• 2.4.1 隧道内主要断面围岩内温度变化分析
• 2.4.2 纵向及径向围岩温度变化曲线及分析
• 2.5 小结
• 第三章 隧道温度场计算
• 3.1 传热学基本概念
• 3.1.1 温度场的定义
• 3.1.2 传热的三种基本形式
• 3.1.3 稳态导热与非稳态导热
• 3.2 温度场计算参数的确定
• 3.2.1 水的热学参数
• 3.2.2 混凝土热学参数
• 3.2.3 围岩热学参数
• 3.3 隧道温度场有限元计算
• 3.3.1 隧道温度场有限元计算边界条件
• 3.3.2 隧道温度场有限元计算模型建立
• 3.3.3 有限元计算结果
• 3.4 小结
• 第四章 隧道冻害防治措施
• 4.1 冻害类型及产生原因
• 4.1.1 寒区隧道冻害类型
• 4.1.2 寒区隧道冻害原因
• 4.2 冻害防治措施
• 4.2.1 治水措施
• 4.2.2 改善热环境措施
• 4.2.3 加强衬砌措施
• 4.3 巴勒根达板隧道防冻措施及效果评价
• 4.3.1 隧道防冻设计
• 4.3.2 隧道现场监测的内容和方法
• 4.3.3 隧道防冻措施效果评价
• 4.4 小结
• 结论与建议
• 主要研究结论
• 进一步研究建议
• 参考文献
• 致谢