摘要：为了实现高温隧道降温措施动态化、精准化设计,基于理论分析和现场实测,依托某高岩(水)温铁路隧道,对隧道内的高温热水、围岩、施工机械、水泥水化、爆破、施工人员散热量及不同降温措施冷量进行了理论分析研究,并根据风流温度和能量平衡原理得到了不同工况下高温隧道的冷量缺口。结果表明:高温围岩和超高温热水是隧道内的主要热源,其中高温热水散热量比例达到总散热量的50%以上;洞内放置冰块产生的冷量较小,通风带来的冷量较大,但其冷量会随着通风距离的增加而减小,其衰减规律可用二次曲线近似表示;200 m^(3)/h高温热水理论计算得到的换热风流温度31.8℃与现场实测温度31.0℃基本吻合。本文采用的分析方法获得的冷量缺口可作为选择机械制冷和降温措施动态化设计的理论依据,也可为类似的高温隧道降温设计提供参考。

摘要：本研究系统评估了单双线铁路隧道保温隔热层的工作效果,并综合考虑围岩温度、隔热层厚度、隔热层导热系数和洞内环境温度等关键因素的影响。通过稳态热-固耦合二维有限元仿真方法,从热通量和结构受力两个角度全面分析了单双线高地温隧道隔热结构的最佳厚度设置。同时,采用响应面法对这四个影响因素的交互非线性关系进行了深入研究和优化。计算结果表明,围岩温度是对热通量、初支和二衬应力影响最显著的因素。隔热层厚度的增加能够显著降低单双线铁路隧道的热通量,但也会引起初支应力的增加。通过综合考虑热通量和结构受力,优化得到了不同隔热材料的最佳厚度。本研究的定量评估和优化为单双线铁路隧道保温隔热层的设计提供了重要的参考。

摘要：针对高地温隧道施工期温度场受多种因素影响、演化机制复杂的问题,首先,通过现场调研获取某隧道围岩温度、环境温度及风速的分布特征,并基于室内试验探究不同温度下围岩、初期支护及二次衬砌材料热物性参数的变化规律;其次,建立相应的非稳态数学模型并应用于COMSOL数值仿真软件计算,探究高地温隧道开挖—初期支护—二次衬砌施工全过程的温度场演化规律;最后,利用多元函数回归分析方法,构建施工期初期支护和二次衬砌温度最大值的预测模型。研究结果表明:1)随着隧道内温度的升高,围岩的热扩散系数显著呈现二次函数递减趋势,比热容呈二次函数递增,导热系数表现为上凹型二次函数下降趋势。2)初期支护和二次衬砌材料的热扩散系数同样遵循二次函数降低规律,比热容随温度升高先增后减,表明材料热储能特性的非线性变化。3)以隧道初期支护和二次衬砌内的最高温度为特征点分析发现,围岩温度和隧道环境温度的升高导致初期支护和二次衬砌内最高温度呈线性增加,回风速度的增大可有效促使温度呈先快后慢的下降趋势。

摘要：本文以S228云寿线中的红岩隧道衬砌裂缝病害为研究背景,采用数值分析手段对高性能水泥基复合材料加固衬砌的效果进行研究,对比未加固隧道与加固隧道在拱肩、拱顶和拱腰处水平位移和竖向位移的结果得出,由于高性能水泥基复合材料与原有衬砌的粘结作用,增加了衬砌结构抵抗外部荷载产生变形的能力,隧道衬砌结构的内力和塑性区面积减小,加固效果明显。

摘要：青藏高原复杂的地质构造使区域内断裂分布密集、岩性变化巨大,现有的研究成果无法有效预测岩层内有害气体赋存种类与状态。基于川西藏东地质演化相关研究成果,对区域内岩石、断裂构造以及水热循环影响下有害气体的成因及组分特征进行研究。通过对区域内地层构造及岩石分布进行分析,明确区域内主要气藏类型及分布范围;建立复杂地层有害气体逸出风险评价体系,并通过现场监测对评价效果进行验证。结果表明:1)川西藏东地区岩层主要有害气体孕育类型包括岩浆岩脱气孕育气体、变质岩化学反应释放气体、沉积岩油气矿藏富集气体、金属矿伴生气体等;其中,岩浆岩孕育有害气体主要赋存于入侵通道形成的气囊内,变质岩孕育有害气体主要赋存于酸性岩浆岩与碳酸岩接触面以及金属矿附近,沉积岩孕育有害气体主要赋存于油气盖层内。2)岩石圈断裂对深部有害气体的赋存最有利,水热循环通过物质扩散和水力运移2种方式加速深部有害气体的运移,其中深大主断裂控制型水热循环模式影响最显著。3)基于川西藏东地区地层岩性及断裂构造特征,对CO_(2)、CH_(4)、SO_(2)及H_(2)S等主要有害气体的赋存区域进行划分。4)根据研究区域地层岩性、断裂构造、水热分布特点,建立复杂地层有害气体逸出风险评价体系;根据隧道开挖高浓度有害气体逸出可能性划分为5个风险等级,并针对不同逸出风险提出相应防治建议。