目錄
第1章 寒區(qū)隧道工程概述 1
1.1 定義與分布 1
1.2 凍害類型與特征 5
1.3 凍害后果 8
1.4 科學(xué)問題與技術(shù)難點(diǎn) 9
1.5 本章小結(jié) 10
第2章 寒區(qū)隧道凍害機(jī)理與基礎(chǔ)理論 11
2.1 寒區(qū)隧道凍害影響因素與分析 11
2.1.1 氣象條件 11
2.1.2 水文條件 12
2.1.3 圍巖條件 12
2.1.4 工程措施 12
2.1.5 其他因素 13
2.1.6 根本因素對(duì)比分析 13
2.2 溫度場(chǎng)基本理論 14
2.2.1 基本方程 14
2.2.2 物性方程 22
2.2.3 定解條件 25
2.2.4 控制方程 27
2.2.5 數(shù)值解法 29
2.3 寒區(qū)隧道溫度場(chǎng)研究成果 36
2.3.1 理論分析 36
2.3.2 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè) 38
2.3.3 室內(nèi)試驗(yàn) 39
2.3.4 數(shù)值仿真 41
2.4 本章小結(jié) 42
第3章 寒區(qū)隧道現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與試驗(yàn)技術(shù) 44
3.1 高緯度寒區(qū)隧道 44
3.1.1 工程概況 44
3.1.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方案 46
3.1.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 51
3.2 高海拔寒區(qū)隧道 69
3.2.1 工程概況 69
3.2.2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方案 77
3.2.3 測(cè)試數(shù)據(jù)分析 82
3.3 溫度分布差異 93
3.4 本章小結(jié) 94
第4章 寒區(qū)隧道溫度場(chǎng)與凍害室內(nèi)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)研發(fā) 95
4.1 寒區(qū)隧道溫度場(chǎng)試驗(yàn)系統(tǒng)與試驗(yàn)研究 95
4.1.1 寒區(qū)隧道溫度場(chǎng)試驗(yàn)系統(tǒng) 95
4.1.2 寒區(qū)隧道溫度場(chǎng)試驗(yàn)研究 99
4.2 寒區(qū)隧道積水凍脹試驗(yàn)系統(tǒng)與試驗(yàn)研究 102
4.2.1 寒區(qū)隧道積水凍脹試驗(yàn)系統(tǒng) 102
4.2.2 襯砌背后積水凍脹試驗(yàn)研究 106
4.3 本章小結(jié) 124
第5章 寒區(qū)隧道溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法與規(guī)律分析 125
5.1 數(shù)值模型建立與驗(yàn)證 125
5.1.1 計(jì)算模型與參數(shù) 125
5.1.2 邊界條件 126
5.1.3 初始地溫場(chǎng) 126
5.1.4 數(shù)值模型驗(yàn)證 127
5.2 寒區(qū)隧道溫度場(chǎng)時(shí)空分布規(guī)律 128
5.2.1 橫向分布規(guī)律 128
5.2.2 縱向分布規(guī)律 131
5.3 寒區(qū)隧道溫度場(chǎng)主控因素及其影響規(guī)律 133
5.3.1 氣流因素對(duì)寒區(qū)隧道溫度場(chǎng)的影響規(guī)律 133
5.3.2 圍巖熱物理參數(shù)對(duì)隧道溫度場(chǎng)的影響規(guī)律 143
5.3.3 列車運(yùn)營條件對(duì)隧道溫度場(chǎng)的影響規(guī)律 148
5.4 本章小結(jié) 167
第6章 地下水對(duì)隧道溫度場(chǎng)的影響及新型防排水結(jié)構(gòu) 168
6.1 地下水對(duì)隧道溫度場(chǎng)的影響 168
6.1.1 計(jì)算模型及初始溫度場(chǎng) 168
6.1.2 中心排水溝水溫影響因素分析 173
6.2 寒區(qū)隧道新型防排水結(jié)構(gòu) 183
6.2.1 防排水結(jié)構(gòu)介紹 183
6.2.2 防排水結(jié)構(gòu)分析模型 185
6.2.3 防排水結(jié)構(gòu)過水能力 188
6.3 本章小結(jié) 191
第7章 寒區(qū)隧道抗防凍關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)與對(duì)策 192
7.1 保溫層技術(shù) 192
7.2 防寒保溫門技術(shù) 195
7.3 中心深埋水溝技術(shù) 196
7.4 地源熱泵技術(shù) 200
7.5 陽光棚技術(shù) 202
7.5.1 數(shù)值計(jì)算模型 203
7.5.2 陽光棚作用效果 205
7.6 本章小結(jié) 209
第8章 典型寒區(qū)隧道凍害防控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工 210
8.1 京沈高鐵同盛隧道 210
8.1.1 隧道防寒排水設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 210
8.1.2 防寒排水現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù) 214
8.2 西察高速關(guān)角山隧道 219
8.2.1 隧道防排水設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù) 219
8.2.2 防排水系統(tǒng)施工技術(shù) 221
8.2.3 結(jié)構(gòu)保溫防凍設(shè)計(jì) 229
8.3 本章小結(jié) 230
參考文獻(xiàn) 231