季冻区高速公路隧道保温层铺设方法及温度场分布规律研究

摘要：

为了探索隧道温度场分布规律,合理铺设隧道保温层,采用ABAQUS建立了三维实体模型,分析了寒区隧道在周围环境等影响因素作用下洞内纵向全长及不同高度温度场分布特征及其变化规律,对不同材料的保温层铺设方案进行了效果比选,并对隧道铺设保温层前后的有限元温度场温度变化规律进行了对比.结果表明:隧道的温度变化梯度为每公里升高约 7℃,隧道横断面最低温位于拱顶位置,隧道入口端极限低温段长度约为 400 m,而出口端长度约为 800 m,其中,边墙、拱顶及拱腰温度变化最明显;对于使用不同保温材料的保温层,3 种保温方案的隧道围岩整体温度场趋势一致,说明使用 3 种材料的保温方案均有较为理想的防冻保温效果;7 cm聚氨酯 9cm酚醛的组合保温方案,相较于其他方案,其平均最低、最高温度分别由-8℃,-2℃提升至-5℃,1℃,满足隧道防冻要求,均明显优于另外两种使用单一保温材料的保温措施,总体保温效果最优.经监测数据对比及有限元模拟验证,组合保温方案完全达到隧道防冻要求,可以作为案例隧道较为理想的防冻保温措施.研究结果对确保寒区隧道通行能力和服务水平、提高道路行车安全具有重要意义,可为类似隧道的冻害处治提供行之有效的解决方法.

关键词：隧道工程、季冻区隧道、数值模拟、温度场、冻害、保温层

所属期刊栏目：40

分类号：U455.43;X820.4(隧道工程)

资助基金：吉林省科技发展计划项目;吉林省教育厅科学研究项目

在线出版日期：2023-07-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：152-161