高地溫鐵路隧道溫度場及隔熱層方案研究.pdf

1、近年來，隨著國家鐵路的大力發(fā)展，在高地溫區(qū)域修建的隧道越來越多。然而由于我國對高地溫隧道的研究起步較晚，目前還沒有相關(guān)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)能指導(dǎo)高地溫隧道的設(shè)計和修建，因此加快對高地溫隧道相關(guān)問題的研究就顯得迫在眉睫。本文以拉日鐵路吉沃希嘎隧道為研究背景，并推廣到雙線鐵路隧道中，采用理論分析結(jié)合ANSYS有限元數(shù)值模擬的方法，對高地溫鐵路隧道的溫度場及隔熱層方案進行了深入研究。論文主要研究工作及成果如下:
　　1.通過數(shù)值模擬分析了兩種斷面

2、大小下高地溫隧道圍巖溫度場的變化規(guī)律。結(jié)果表明:(1)圍巖調(diào)熱圈半徑隨著通風(fēng)時間的增加而增大，但是增大速率隨著通風(fēng)時間的增加反而減小;(2)通風(fēng)初期，圍巖調(diào)熱圈等溫線的分布跟隧道斷面形狀有關(guān)，通風(fēng)后期，調(diào)熱圈等溫線的分布越來越近似為一組同心圓，越靠近隧道內(nèi)側(cè)，等溫線分布越密;(3)相同通風(fēng)時間下，圍巖冷卻范圍與隧道斷面尺寸關(guān)系不大。
　　2.通過模糊評價法結(jié)合數(shù)值模擬確定了高地溫隧道中宜采用的隔熱層方案:隔熱材料宜選用硅酸鹽質(zhì)復(fù)合

3、絕熱卷氈或干法硅酸鋁纖維板;隔熱層敷設(shè)方式宜采用夾心式;隔熱層導(dǎo)熱系數(shù)越小越好，根據(jù)所選的隔熱材料確定;隔熱層厚度宜取5 cm～10 cm。
　　3.通過數(shù)值模擬分析了在有無隔熱層這兩種工況下，隧道支護結(jié)構(gòu)溫度隨通風(fēng)時間的變化趨勢。結(jié)果表明:兩者變化趨勢相同，但不同條件下隧道支護結(jié)構(gòu)溫度達到最高溫度所需的時間不同，分別是t（無隔熱層）＜t（夾心式）＜t（雙層式）＜t（貼壁式）。
　　4.通過數(shù)值模擬分析了不同地溫下隧道支護結(jié)