传热系数及围岩条件对寒区隧道温度场影响

作     者：于建游 王志杰 蒋新政 蔡李斌 刘志忠 段承刚 YU Jianyou;WANG Zhijie;JIANG Xinzheng;CAI Libin;LIU Zhizhong;DUAN Chenggang

作者机构：河北省高速公路延崇筹建处石家庄050000 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室成都610031 

出 版 物：《铁道工程学报》 (Journal of Railway Engineering Society)

年 卷 期：2021年第38卷第7期

页      面：40-47页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：河北省交通运输厅科技项目(YC-201904)。 

主　　题：寒区隧道 随机裂隙 传热系数 围岩条件 保温层 

摘      要：研究目的: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,研究传热系数、围岩初始温度、导热系数和比热容对温度场的影响,并建立围岩初始温度与保温层设计厚度间的数学关系式。研究结论:(1)围岩导热系数和初始温度对径向温度场的影响较传热系数和比热容大,但其温度变化规律均可用Asymptotic1模型表现,导热系数对径向温度场的影响以距离拱顶0.71 m处为界;(2)衬砌与围岩接触面的拱顶温度及平均温度均随着传热系数的增大而减小,随围岩导热系数、初始温度和比热容的增大而增大;(3)冻结深度随围岩导热系数的增大而增大,随初始温度的增大而减小,保温层设计厚度随初始温度的变化可用ExpDec1模型表现;(4)本研究结论可为寒区隧道的设计、施工及后期运营维护提供借鉴参考。