吉图珲客运专线后安山隧道温度场分布规律测试及分析

以寒区后安山隧道工程为依托,通过对试验段温度场的测试,分析衬砌围岩温度分布规律、洞内纵向温度分布规律,并在此基础上,对保温板的保温效果进行探讨,分析结果表明:(1)边墙、拱腰、拱顶部位各测点随时间的变化规律成正弦函数,并和外界气温同步变化;距离衬砌表面60 cm内温度变化最为剧烈;在径向3 m范围内,围岩内温度呈线性变化趋势;围岩径向存在一个比较稳定的温度边界条件;隧道贯通后,各测点的温度下降3℃左右。(2)隧道纵向温度场沿路线呈抛物线分布,寒季为开口向下的抛物线,暖季则相反;进入隧道500 m后洞内气温受洞外气温的影响逐渐减弱,温度分布也逐渐均匀。(3)保温板内外两侧温度差最大9.21℃,证明其具有良好的保温效果;建议在隧道防寒保温段采取非等厚保温板的铺设方法更为经济合理。     

后安山隧道浅埋膨胀岩地段的处理

1 工程概况 新建吉(林)珲(春)铁路后安山隧道位于图们市以北,嘎呀河东岸至高沟岭低山丘陵区,进口里程GD1K306+029,出口里程GDK312+580,全长6 551 m.进口825 m位于半径3 000 m左偏曲线上,出口341 m位于半径4 500 m右偏曲线上,其余则位于直线上,纵向为人字坡,设计内轮廓为内轨顶面以上92 m2的双线隧道,设计速度250 km/h,根据施工组织安排,共设3座辅助坑道,其中斜井2处,横洞1处(见图1).     

季节性冻土区隧道保温层御寒保温技术研究

为了满足交通的便捷和时效性,我国修建在寒区的隧道工程越来越多。针对困扰季节性寒区隧道工程的冻害问题,以季冻区桦皮岭隧道为依托,开展寒区隧道保温层御寒保温技术研究。首先,开展现场环境温度和竖直钻孔隧道洞口段围岩温度场变化监测,获得计算模型所需精准温度荷载及地表活动层围岩温度场受影响范围;其次,建立基于Fluent流体计算软件的"围岩-衬砌-保温层-空气"气固耦合计算模型,并通过对比现场地勘资料验证计算模型的合理性;最后,对不同保温材质、不同铺设厚度和铺挂方式进行了对比分析。结果表明:围岩温度场随外界大气温度呈近似三角函数周期变化,但"滞后效应"明显;地表活动层围岩温度受影响范围约为8 m;设置保温层处内外温度存在"跳跃"现象,内外温差最高达8℃;硬质聚氨酯保温材料较聚酚醛泡沫塑料和泡沫玻璃御寒保温效果分别提高了近20.6%和80.9%;最优保温层厚度为5 cm,最优铺挂方式为衬砌内表面铺设。     

寒区隧道洞口保温层设防长度确定方法探讨

高海拔寒冷地区隧道冬季常因低温环境影响导致洞口段产生衬砌开裂、挂冰等冻害问题,如何科学合理地确定寒区隧道洞口保温层设防长度是寒区隧道安全运营的关键.以雀儿山隧道为例,基于现有不同的保温层设防长度确定方法得到洞口保温层设防长度,并结合现场测试对比分析各种方法确定的设防长度值,探讨其优缺点.同时研究提出,针对两端洞口环境条...     

寒区隧道温度场分布规律及保温层适应性研究

为了研究寒区隧道的防寒保温设计问题,采用数值分析方法探讨不同外界气温、围岩地温以及有无保温层等条件下寒区隧道温度场的分布规律和保温层适应性研究,并采用叠加原理、分离变量法和贝塞尔特征函数建立列车风影响下寒区隧道温度场的计算模型,分析有无列车运行条件下寒区隧道温度场的变化规律。研究结果表明:由于二衬后出现负温分布对隧道衬砌结构安全性影响较大,因此建议将二衬后不出现负温分布作为寒区隧道保温措施的控制指标;在不考虑列车风影响条件下,保温层法最佳适用于最冷月平均气温为-2~-15℃的地区,当最冷月平均气温低于-15℃、围岩地温低于5℃时,保温层法应与主动保温措施相结合;当列车运行速度为300km/h、运行间隔为30 min时,通车与不通车相比隧道洞内中间位置平均气温下降约1.22℃,二衬后沿隧道进深方向出现负温的距离约增加36.8%。     

隧道富水砂质泥岩与安山玢岩接触带施工技术研究

结合双丰隧道第三系砂泥岩与安山玢岩接触带特性,通过隧道结构方案的综合研究、试验段结构受力监测、洞室变形监测、数值模拟等方法,确定了不同条件下合理的支护参数、施工方法和辅助工程措施,全面控制了隧道变形;认真分析接触带的富水情况,砂质泥岩遇水软化膨胀和流变性,以及接触带地段的施工技术重点、难点,制定切实可行的接触带施工方法、施工工艺等,规避塌方风险,保证施工顺利进行和施工安全。     

考虑随机裂隙的高寒隧道温度场和保温层研究

研究目的:为进一步探究温度场的变化规律和保温层敷设厚度问题,以2022年冬奥会重大交通保障项目金家庄特长螺旋隧道为依托,通过现场实测、理论分析和COMSOL数值模拟相结合的方法,建立隧道围岩区的随机裂隙模型,研究孔隙率、渗透率、随机裂隙孔径和水头对温度场的影响,并基于温度场进一步对比解析解和数值模拟的保温层设计厚度。研究结论:(1)径向温度值及其变化速率随围岩孔隙率和渗透率的增大表现为增大趋势,随着随机裂隙孔径和下边界水头的增大,径向温度值表现为增大,变化速率则表现为减小的趋势,孔隙率对温度场影响最大,渗透率对温度场影响最小,径向温度分布规律可用Asymptotic1模型表示;(2)由于随机裂隙和渗流的影响,衬砌和围岩接触面的温度值不完全对称,但总体表现为从拱顶到仰拱逐渐升高;(3)孔隙率和渗透率对冻结深度的影响可用Exp3P2模型表现,随机裂隙孔径和下边界水头对冻结深度的影响可用Exp Dec1模型表现,理论分析和数值模拟结果说明保温层厚度的解析解较数值模拟大;(4)本研究结论可为相关寒区隧道的温度场发展、分布规律和保温层厚度设计提供借鉴或参考。     

小断面隧道结构优化设计

就浅埋暗挖热力隧道结构的优化设计进行了探讨 ,并针对 DN80 0的热力隧道提出以隧道的开挖量和材料用量为目标的优化模型 ,从而为小断面隧道的结构设计提供了一种新的思路。     

昆仑山隧道洞内防排水及衬砌隔热保温层施工技术

介绍了高原多年冻土世界第一长隧--昆仑山隧道洞内防排水及衬砌隔热保温层的设计特点,通过材料性能优选和工艺试验,选定了适宜于高原多年冻土隧道洞内防排水及衬砌隔热保温层施工的材料,并制定科学、合理的施工方法和工艺,确保昆仑山隧道工程质量.     

高速列车通过隧道气动效应仿真分析

为深入研究分析高速列车通过隧道时的空气动力学效应特点,以CRH2型高速列车为研究对象,运用流体仿真软件Fluent建立高速列车通过隧道时的列车-隧道空气动力学仿真模型,模拟高速列车通过隧道时的气动效应,得到高速列车通过隧道时不同工况和时刻的车体流场附近的压力云图和车体壁面空气压力散点连续图。仿真结果符合列车通过隧道时的实际情况,验证了仿真模型的正确性。     

东秦岭特长隧道防水隔离层铺设技术

东秦岭特长隧道在富水地段采用拉伸强度较高的EVA型复合式防水板 ;在弱富水地段采用LDPE型复合式防水板 ,并用土工无纺布作垫层 ,介绍防水板材料的选择、铺设工艺、热焊接工艺及施工要点     

寒区隧道隔热层设计参数的实用计算方法

根据冻土学基本理论推导寒区隧道围岩的季节冻结深度和季节融化深度计算公式.根据传热学的热流连续定律,分别计算隧道围岩的热流量及含隔热层和衬砌隧道围岩的热流量;采用当量换算法推导出寒区隧道隔热层厚度及导热系数的计算公式.以青藏铁路风火山隧道为例,采用推导的隔热层厚度及导热系数公式进行计算.结果表明:隧道DK1 159+046断面在2004年需要的隔热层厚度为4.1 cm,导热系数为0.03 W·(m·℃)-1;考虑未来50年升温2.6℃,全隧道铺设厚度为5cm、导热系数为0.03 w·(m·℃)-1的隔热层,在前20年基本保证围岩不融化,在之后的30年围岩可能会融化.隧道实际的隔热层厚度为5 cm,导热系数为0.03 w·(m·℃)-1,2004年实测地温资料表明隧道围岩没有融化.此计算公式在寒区隧道设计的初始阶段,可用于指导隧道隔热层厚度和导热系数的参数设计.     

大跨度变截面隧道衬砌台车设计与优化分析

不同隧道截面几何尺寸不同,甚至同一隧道截面尺寸也经常变化,给台车设计提出较大挑战,为此设计一种新型隧道变截面衬砌台车。结合台车受力特征以及实际工况计算出台车顶模板及门架所受荷载;利用Space Claim以及Solid Works软件构建衬砌台车顶模板及门架模型,并利用Ansys有限元分析软件对顶模板以及门架进行数值分析,得到其受力及变形情况。结合设计规范分析台车设计是否满足要求;对模型进行参数化优化,通过对比分析优化结果选定最终优化方案。     

地铁大跨度单层风道结构计算分析

北方某城市地铁车站大跨度单层风道结构形式不尽合理。经计算,此结构与一般跨度地下结构情况不同,结构顶、底板受人防荷载作用控制;地震荷载(仅考虑水平地震荷载作用)对结构为非控制性因素。     

地铁盾构隧道结构设计的几项优化

介绍管片衬砌内力计算的4种基础理论,结合基础理论分析模型建立的条件,以北京地铁某盾构隧道为例,计算了管片的内力大小,分析了最不利内力组合,对管片的配筋形式、配筋量进行设计,同时列举了类似工程结构设计状况。在综合考虑环宽、管片连接螺栓设计以及施工组织等因素的情况下,提出技术和经济上有利的管片优化设计方向。还介绍了因施工原因造成的管片边角局部集中受力时,为避免局部破坏,在钢筋布设方面的应对措施。     

氢能源轨道车内装地板隔声性能优化设计

地板结构是氢能源轨道车辆轮轨噪声和车底电气设备噪声向车内传递的最主要路径,内装地板是地板结构重要的组成部分,对其隔声性能进行合理的设计具有重要意义。参照混响室-消声室法隔声测试原理,在LMS Virtual.lab中建立酚醛环氧面板—酚醛泡沫芯材—酚醛环氧面板三明治结构的内装地板隔声性能仿真分析计算模型,仿真分析计算结果与试验测试结果趋势一致,计权隔声量相差0.2 dB,总体满足工程要求。采用该仿真分析模型,使用正交试验设计,得到了芯材密度是影响内装地板隔声性能最主要的因素。芯材密度由230 kg/m~3优化为295 kg/m~3时,满足内装地板总面密度约束条件,隔声量达到目标要求。     

高地应力软岩隧道超前洞室断面优化模拟研究

研究目的:为解决在建兰渝铁路高地应力软岩隧道大变形问题,针对其地质条件复杂和影响因素多变的特点,提出在隧道断面内设置超前小导洞的方案,利用小导洞的可变形性,将地层高地应力提前释放,使正洞开挖时处于可接受的相对低应力状态。本文采用数值模拟的方法确定了合理的超前导洞位置、尺寸与断面形状。研究结论:以毛羽山隧道为研究对象,采用有限差分程序对超前导洞不同位置、尺寸及断面形状等工况的释放率分别进行了数值模拟,考虑施工组织、工程造价以及释放效果等综合因素,确定出了合理的断面形状与导洞位置,即导洞尺寸为:7.6 m(宽)×5.5 m(高),导洞拱顶距正洞拱顶距离为2.5 m。对应正洞A、BB’、CC’、DD’释放率分别为37%、54%、72%和59%。可为其他类似工程的施工与设计提供参考依据。     

多年冻土地区给排水管道保温层厚度设计的数值模拟分析

通过对高寒地区给排水管道铺设和管道保温层厚度设计的研究,提出一种新的高寒地区给排水管道保温层厚度设计计算的方法,即利用计算机通过Ansys进行数值模拟计算分析的方法,并通过实例得以证明这种计算方法是有效的,从而丰富了高寒地区给排水管道保温层厚度的设计计算方法,并为其他计算方法提供了验证性方法。