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题名寒区隧道围岩温度场分布特征及影响因素分析
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作者
李刚
钟小春
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机构
青海省交通工程技术服务中心
中铁五局集团第一工程有限责任公司
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出处
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2024年第2期143-152,共10页
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基金
青海五矿中铁公路建设管理有限公司项目(2020-XC2-FW-005)。
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文摘
中国高纬度、高海拔地区的隧道数量越来越多,在隧道实际运营过程中发生了不同程度的冻害,给隧道结构及公共交通带来隐患,因此冻害防治刻不容缓。通过建立寒区隧道三维传热模型,对寒区隧道温度场分布规律进行研究,讨论了初始地温、围岩密度、导热系数及比热容对温度场的影响,并对其影响程度进行了比较。结果表明:洞外低温空气是引起隧道内温度场发生显著变化的主要因素,导致隧道围岩出现径向变温圈,在自然风作用下(2 m·s^(-1),-10℃),初始地温为10℃的隧道围岩变温深度达到了8 m;初始地温对运营期的隧道温度场有着直接影响,初始地温每升高5℃,运营期围岩温度增大2.5℃;隧道围岩温度与围岩比热容、密度呈正相关,但与导热系数的关系和隧道径向距离有关,径向距离小于1.3 m时,呈正相关,反之呈负相关;采用灰色关联分析法得到的隧道温度场的影响敏感性从大到小排序依次为初始地温(1)、围岩密度(0.74)、围岩导热系数(0.71)、围岩比热容(0.68),可见初始地温对温度场的影响最大。
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关键词
寒区隧道
温度场
数值模拟
CFD
初始地温
围岩热物理参数
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Keywords
cold region tunnel
temperature field
numerical simulation
CFD
initial ground temperature
thermal physical parameter of surrounding rock
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分类号
U457
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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