季节冻土区公路隧道三维温度场时空分布规律

作     者：张玉伟 宋战平 赖金星 李又云 ZHANG Yu-wei;SONG Zhan-ping;LAI Jin-xing;LI You-yun

作者机构：西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学陕西省岩土与地下空间工程重点实验室陕西西安710055 长安大学公路学院陕西西安710064 

基　　金：国家自然科学基金项目(51578447) 中国博士后科学基金项目(2018M643809XB) 陕西省自然科学基础研究计划青年项目(2019JQ-762) 西安建筑科技大学人才基金项目(RC1803) 

出 版 物：《公路交通科技》 (Journal of Highway and Transportation Research and Development)

年 卷 期：2020年第37卷第4期

页      码：96-103页

摘      要：季节性寒区隧道温度场随时间和空间不断变化,为明确季节性寒区隧道温度场的三维时空变化规律,为季节性寒区隧道防冻保温设计提供依据,依托某季节性寒区公路隧道设计了现场监测方案,在隧道洞口段一定范围内布置了5个环境温度场测试断面和2个围岩温度场测试断面,采用现场监测方法获取了隧道洞内环境温度场和围岩温度场随时间和空间的变化规律,在此基础上分别建立环境温度场和围岩温度场时空分布的统计模型,并推导了围岩冻结深度随时间和空间的变化规律。结果表明:隧道环境温度与时间和隧道进深具有三维变化关系,同一个监测断面温度与时间呈正弦函数变化,多个断面平均温度随着隧道进深呈近似线性变化,多个断面的温度振幅随隧道进深呈对数函数变化;隧道围岩径向温度与时间、隧道进深和围岩径向深度3个指标均有关系,同一断面围岩温度随时间也具有正弦变化特征,围岩温度幅值随围岩径向深度增大呈指数规律降低,达到一定深度后温度幅值为零,围岩平均温度呈对数规律变化;围岩冻结深度随时间呈周期性变化,随隧道进深增加呈减小趋势。研究结果可为季节性寒区隧道防冻保温设计提供指导。

主 题 词：隧道工程 温度场 现场测试 冻结深度 时空分布 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1002-0268.2020.04.013

馆 藏 号：203908434...