摘要：为开展矿井热害防治的实验教学,设计并搭建周期性风温作用下巷道非均质围岩换热实验装置,能直观展示高温围岩各岩层的温度变化。利用实验数据可计算出巷道壁面热流密度,进而定量估算巷道围岩的散热量。结果表明:周期性风温通过后,模拟巷道围岩体各处温度随时间也呈简谐波变化;对于非均质的围岩体,导热系数越大的岩层,周期性风温的调热能力越强;巷道壁面处的热流密度也呈周期性变化,但围岩体总体表现为散热,且散热量随时间快速减小,并最终稳定在1.3×104 kJ/m2。

摘要：为对周期性风流温度下的围岩温度场相似模拟的可行性进行研究,建立了周期性边界条件下的巷道围岩导热微分方程,引入无因次准数对导热微分方程进行了无因次化;然后根据方程分析法和量纲分析法,推导出周期性风温的巷道围岩温度场相似准则。并以某一矿井岩石巷道为例,设计了5组相似模拟实验方案,通过比较,选择几何相似比为20的相似模型。

摘要：推导寒区隧道围岩—衬砌—气流的非稳态热传导的有限差分方程,通过在建寒区铁路隧道现场实测温度场与计算温度场的对比,验证数值解的准确性。结果表明:隧道贯通后,随着时间的推移,距离衬砌表面一定范围内衬砌和围岩的温度变化曲线呈正弦曲线,与风流温度的相同,而且越往断面径向深处,衬砌和围岩的温度变化越小,相位滞后越大;隧道二衬拱顶处的温度最高,轨面处的温度最低,各测点温度平均值与拱腰处的接近;隧道二衬温度的计算值稍低于实测的平均值,但满足工程使用精度要求;采用硬泡聚氨酯保温材料作为隔热层,可以有效提高寒区隧道衬砌和围岩的温度,且隔热层厚度为0.05m左右时工作效率最高;外贴式和中隔式保温隔热层均能起到良好的保温效果,而外贴式的保温效果更优;考虑到外贴式隔热层便于维护和更换,而中隔式保温层遇水及受挤压均易变形,因此在材料及施工工艺允许的前提下,建议寒区隧道采用外贴式保温隔热层。