沉管隧道混凝土管段温度场的仿真计算

文章对于沉管隧道混凝土管段施工期全过程的温度场进行了仿真计算,得出了管段施工期的温度分布及变化规律,同时研究分析了有无保温层时管段温度场的变化规律,可以供隧道工程设计和施工人员采用温控措施时参考.     

姜路岭隧道温度场特性分析

对于青藏高原海拔4 000 m以上多年冻土区的长大公路隧道温度场特性的研究,国内尚未见文献报导。文章针对青海省G214线控制性工程姜路岭隧道出口段的围岩、支护结构及洞内外环境温度进行了为期一年的现场实测,运用数理统计的方法,分析研究了沿隧道径向、纵向一定范围内围岩和衬砌结构温度变化规律,并采用正弦函数回归法对隧址区洞内外环境气温进行了拟合分析。结果表明:(1)多年冻土区隧道洞内外气温的相互关系和隧道内围岩及衬砌结构温度的纵向分布规律两方面的变化情况是基本一致的;(2)在隧道施工中,各断面径向温度场伴随着洞外大气温度的变化而不断变化,同时在纵向方向上也发生了变化;(3)多年冻土隧道围岩温度沿径向变化幅度较大的深度约为2.7~3 m,而在季节性冻土隧道中约为10 m。     

寒区公路隧道温度场及保温层的研究

随着寒区公路隧道的不断增多,寒区隧道的保温问题也受到广泛重视。为了分析计算此类隧道施工过程中的温度场,验证寒区隧道保温设计的必要性,确定保温设计的经济性和有效性,文章以某市西山隧道为背景,结合东北冻土的热力性质特点,利用大型有限元计算程序Ansys,对寒区隧道进行了模拟分析,并且将计算的理论数据与实际测定的数据进行对比,分析隧道开挖后围岩温度场的分布、初期支护以及二次衬砌的温度变化过程,对隧道保温效果进行评定。数据对比表明,将保温层设置在二次衬砌外侧是比较合理的,但在东北寒区,对于断面半径达7m的大断面隧道,仅使用40 mm厚的PU硬质聚氨酯泡沫板作为保温材料是不合理的。为使设计经济合理,保温材料在径向上可以采用不同的厚度。     

核废料处置库热-力耦合数值模拟研究

基于岩石的热-力耦合特性,文章应用ABAQUS有限元软件对核废料处置库1 000 a内的温度场以及开挖和回填后的应力场进行了数值模拟分析,初步得到了核废料处置库温度场随时间的演化规律以及围岩和缓冲材料应力场的变化特征。模拟结果表明:废物体中心温度在处置6.3 a左右达到最高值116℃,而后不断下降,最后进入长期缓慢的下降阶段。缓冲材料的导热系数对处置库围岩的温度场有着较大的影响,缓冲材料的导热系数越大,废物体中心所能达到的最高温度就越低。处置隧道和处置坑回填后,围岩内部拉应力较大,接近抗拉强度,有被拉坏的风险。缓冲材料内部的拉应力与压应力都较大,在处置隧道与处置坑相交处存在被拉坏的风险,而在处置隧道的底脚处存在被压坏的风险。     

寒区隧道抗冻设防长度的计算方法研究

目前寒区隧道抗冻设防长度的设计多靠工程类比,且要求隧道内温度场已知。为了明确设计时设防长度选取标准,解决无实测洞内温度资料的问题,文章基于寒区隧道温度场理论求解方法,根据衬砌层不出现排水管冻结和围岩不发生冻胀两个条件,在调研资料分析和隧道围岩温度场数值分析的基础上,给出了衬砌层不出现冻害和围岩不出现冻害的临界洞内温度;分析了洞内通风和围岩条件对隧道洞内温度场的影响,获得了入口风温、断面面积、入口风速和初始岩温相关的隧道洞内温度回归公式;进而提出了一种寒区隧道抗冻设防长度的计算方法。以杀虎口隧道为例,计算得到其抗冻设防长度,并分析了风温及隧道断面面积对抗冻设防长度的影响。结果表明,设防长度分别随入口风温的降低、入口风速的升高和断面面积的增加而逐渐增大,随围岩温度的升高而逐渐减小。     

大体积承台施工阶段温度场分析及控制方法研究

为了研究大体积承台施工阶段的温度场及相应的裂缝控制方法,文章基于水化热温度传导理论,采用有限元分析方法,以某大跨度连续刚构桥的大体积混凝土桩承台为工程实例,分别考虑冷却水管作用、保温层作用,对施工期间的大体积混凝土水化热温度场进行了分析研究,结果表明:承台冷却管布置方案能够保证各控制点内外温差在合理范围内,温度变化产生的拉应力在允许范围内,有效控制了承台开裂,保证了施工质量,理论计算结果可为同类桥梁的大体积混凝土施工提供借鉴和参考。     

岩体温度法隧道施工掌子面前方含水体预报模型试验研究

文章从岩体温度影响因素及岩体温度场出发,详细介绍了室内模型的制作、实验应注意的问题、试验成果及分析计算,初步探讨了岩体温度与隧道施工掌子面前方含水体的关系及隧道施工掌子面前方含水体的预报原理和可行性.     

沉管隧道管段预制阶段温度场仿真分析

钢筋混凝土沉管隧道管段制作过程中水泥的水化热是主要的升温因素，先浇注的底板对侧墙变形形成约束，致使管段侧墙容易产生裂缝，通常在外侧墙内布置冷却管以控制温度裂缝。以上海外环线越江隧道为工程背景，采用有限元法对管段的温度场进行数值模拟，分析了在冷却作用下管段温度场的分布与变化规律，为管段温度裂缝控制的设计与施工提供依据。     

刚构桥0#块混凝土水化热温度场改值模拟分析

文章结合罗天乐连续刚构桥施工实例，运用有限元模型对该桥0#块混凝土浇筑施工过程中的温度场变化情况进行了数值模拟分析。结果表明，0#块混凝土内部最高温度及最大内外温差计算值与实测值吻合较好。     

考虑地基刚度不均匀影响的沉管隧道接头变形分析

沉管隧道接头是整个结构中最薄弱的环节,其刚度及变形特征对结构安全至关重要。当隧道下卧地层刚度不均匀时,接头变形将更加复杂,因此有必要对沉管隧道在不均匀地层条件下的接头特性进行深入分析。文章基于某沉管隧道工程,建立了三维精细化有限元模型,进行沉管隧道接头部件分析计算,对钢剪切键及混凝土剪切键的力学特性进行了深入研究,得到其剪切刚度取值。之后利用上述研究成果,建立三维壳-弹簧沉管管节模型,对隧道整体变形情况进行分析。考虑地基的不均匀性,进行多工况计算,分析沉管隧道接缝变形情况,验证接头结构的可靠性。