中文版 | English
Arid
登记号2018
季节冻土区大断面公路隧道冻融病害机理研究
[unavailable]
完成单位中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
登记(发布)日期2018
中文摘要项目名称：季节冻土区大断面公路隧道冻融病害机理研究 项目来源：甘肃省自然科学基金(1508RJZA100) 承担单位：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 研究起止年限：2015年01月-2017年12月 在季节冻土区,公路隧道冻融灾害问题涉及复杂的水热力相互作用过程,是目前亟待解决的工程难题。以冻土区已建成隧道为依托,采用数值模拟手段,在室内试验与理论分析的基础上,对季节冻土区大尺度隧道的冻胀力形成机理、隧道围岩周期性冻融变形规律与结构稳定性响应机制进行分析,同时,对洞口边仰坡热融规律及稳定性演化机制等进行深入研究,揭示热融滑塌机理。研究结果表明：隧道施工等外界扰动对隧道围岩内部温度、水分影响不大;隧道施工过程中的偏压荷载会引起不对称变形,同时,隧道修建过程中仰拱底部鼓胀变形较为严重;此外,通过计算发现,隧道围岩控制点温度与保温层厚度呈指数型关系,以此可进行保温层厚度的最优设计。本研究可为冻土区大尺度隧道的修建及冻融病害防治提供科学依据和技术支撑。 一． 课题来源与背景 课题来源于甘肃省自然科学基金项目(1508RJZA100),该项目着力解决穿越不同季节冻土区隧道冻融病害控制机理的技术难题,最大限度的控制隧道运营期间冻害的产生,为甘肃省高速公路建设积累理论依据,为季节冻土区公路交通系统建设提供技术支撑 二． 研究目的与意义 目前国内外的研究理论还不能很好地揭示季节冻土区隧道围岩在不同水热交换过程中的冻融规律;设置保温材料对寒区隧道围岩的冻融影响及程度问题;以及隧道围岩渗流场、温度场和应力场相互作用问题以及围岩中的温度、应力、变形等指标的时间、空间变化规律,因而无法准确计算冻胀力的分布及变化规律。所有这些问题将是研究季节冻土区隧道工程所面临重点及难点,也是实际工程设计与施工中存在的、亟待解决的问题。通过本项目研究,预期给出季节冻土区大断面公路隧道冻融病害的预报方法;并提出季节冻土区隧道工程围岩冻胀力计算技术;最后结合实际工程提出季节冻土区大断面公路隧道的设计计算方法及冻害防控技术。为甘肃季节冻土区公路隧道建设提供技术支撑,进一步提升我省在世界寒区工程领域的技术创新水平。 三． 主要论点与论据 季节冻土区隧道开挖后,原有稳定热力条件遭到破坏,隧道结构面临冻胀力及围岩周期性冻融等问题,危及结构稳定性。据此,开展季节冻土区大断面公路隧道病害机理研究,主要从以下三个方面进行研究：(1)冻胀力形成机理;(2)围岩周期性冻融变形规律与结构稳定性响应机制;(3)隧道地基融沉变形规律及结构稳定性响应。 四． 创见与创新 1.提出考虑围岩不均匀冻胀特性的隧道深埋段冻胀力形成机理; 2.提出围岩周期性冻融变形规律及结构稳定性响应机制; 3.提出季节冻土区隧道地基融沉变形规律及结构稳定性响应规律; 4.有效地控制隧道冻害的产生,降低养护费用和病害整治费用; 5.改善隧道运营条件和环境,延长隧道的服役寿命; 6.为类似公路(如格尔木到拉萨的高速公路)隧道修建积累工程经验和技术准备。 五． 社会经济效益及存在的问题 社会经济效益：在共玉高速公路建设中,为了确保线路的安全性和经济性,实现工程建造的科学合理化,应用了本项目所研发的“寒区隧道围岩稳定分析软件(V1.0)”,确定了公路使用年限内的最佳路基结构,优化了隧道受力断面,获得了隧道保温层的最小厚度,减少工程投资约1%。工程实践证明,这些研究成果科学有效、安全经济、施工方便,具有重要的理论意义和实际工程应用价值,为共玉高速公路的安全可靠和经济合理提供了有力保障。 存在的问题：本项目所研究的为交通领域内的基础科学问题,所涉及的内容多、范围广、技术难度大,因此在后期研究中应该加强经费及人员投入,并且将成果应用于大型实际工程的防灾减灾设计和建设之中。
中文关键词隧道 ; 大断面 ; 季节冻土 ; 冻融灾害
语种中文
国家中国
中图法分类号U457.2
来源机构中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
资源类型成果
条目标识符http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/339109
推荐引用方式
GB/T 7714		 [unavailable]. 季节冻土区大断面公路隧道冻融病害机理研究[Z]. ,2018.
条目包含的文件
条目无相关文件。
个性服务
推荐该条目
保存到收藏夹
导出为Endnote文件
谷歌学术
谷歌学术中相似的文章
[[unavailable]]的文章
百度学术
百度学术中相似的文章
[[unavailable]]的文章
必应学术
必应学术中相似的文章
[[unavailable]]的文章
相关权益政策
暂无数据
收藏/分享

除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。