遮阳网在多年冻土区边仰坡防护中的应用研究-论文.pdf

《遮阳网在多年冻土区边仰坡防护中的应用研究-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第40卷第19期山西建筑Vo1．40No．192014年7月SHANXIARCHITECTUREJul。2014·163·文章编号：1009-6825(2014)19—0163—03遮阳网在多年冻土区边仰坡防护中的应用研究陆蒙(1．同济大学，上海200092；2．同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海200092)摘要：为了分析评价遮阳网对冻土边坡的实际降温作用，建立了冻土边坡数值计算模型，将太阳辐射作用等效为气温增量，探讨了太阳辐射对冻土边坡的地温影响，计算了不同遮阳率下的边坡融深，并结合现场监测，得到了遮阳网的实际遮阳率以

2、及对冻土上限的提升效果。关键词：遮阳网，太阳辐射，多年冻土上限中图分类号：U452文献标识码：A多年冻土隧道洞口段边坡易受气象、日照等因素影响，对冻和太阳辐射热两者影响。可将两个不同的因素综合为一个因素，土边坡的热融防治是多年冻土隧道洞口段施工的难点之一。康作为热分析的边界条件J，即将太阳辐射引起的热量转换为等效德拉特耶夫(1996)提出了在覆冰多年冻土上采用遮阳棚的优越的气温增量，具体方法如下：性⋯。冯文杰等(2006)针对遮阳棚对公路铁路沿线路基底下多1)年平均辐射热等效为年平均温度提升，可以按式(1)进行年冻土的保护作用以及对

3、多年冻土上限的抬升效果进行了对比转换：分析。俞祁浩等(2007)对青藏公路遮阳板试验段进行观测，证AT=a／／／h(1)明遮阳板可以降低整个坡面年平均温度约3．2℃[31。姜路岭隧其中，为边坡表面接受的年平均辐射热；or为表面太阳辐射道所在地区太阳辐射强，选用合理的遮阳措施对于隧道洞口段的吸收系数；，l为表面对流交换系数，按式(2)进行计算：顺利施工具有十分重要的意义。由于高原地区风速较大，遮阳h=6．64+4．03v(2)棚、遮阳板长期处于这种环境下易发生破坏，且遮阳板的抗老化其中，为风速。抗腐蚀能力较差，在风的作用下，破损速度更

4、快。依托工程决定放弃采用遮阳棚、遮阳板，并首次将遮阳网应用于多年冻土隧道边坡工程的防护中。针对这一新型遮阳措施，分析了其工作原理以及在多年冻土区应用的独特优点，又通过数值计算，结合太阳辐射值与边坡地温的现场监测，分析了遮阳网的实际作用。1遮阳网的优点及施工姜路岭隧道设计为双洞四车道，洞口开挖后边坡坡顶跨度较，一O．7大(超过40m)，大跨度遮阳棚需要做特殊设计，并要解决受力、安图1计算模型全性能等许多技术难题，且一般钢结构造价极高。2)年变化辐射热等效为年气温变幅增加，可以按式(3)进行为了能尽快解决边仰坡热融坍塌问题，赶在寒季来临

5、之前进转换：洞施工，依托工程决定放弃采用遮阳棚，提出采用在洞口搭设简△A=aA／h(3)易双层遮阳网的施工新技术。相比遮阳棚，遮阳网有着取材方其中，A为太阳辐射热的年变幅。便、造价低、施工便利、受风力小、安全性能好的优点。姜路岭边根据常用太阳辐射模型]，计算隧址地区每月太阳辐射值，仰坡遮阳网施工，坡面用草袋装粗颗粒土覆盖后，铺设第一层遮见表1。根据地质勘查资料，姜路岭隧道进口植被发育，取吸收系阳网，随后，用qb22的钢管架1m一1．5m高支撑第二层遮阳网。数=0．7，年平均风速取8m／s。代入式(1)，计算每月月底的斜坡13总辐射计

6、算值及等效气温增量见表1。又根据姜路岭隧道2遮阳网的降温效果分析设计气象资料，洞外气温曲线表达式为：以姜路岭进口边坡为例，进行数值模拟，对比现场监测结果，得到遮阳网对多年冻土边坡的降温效果和对多年冻土上限的抬r=-4．2+6．9sin(+)(4)升程度。表1太阳辐射值计算kJ／(nl2·h2．1计算模型模型采用二维实体单元Plane55划分网格，外界因素对围岩l瞽月1月2月3月4月5月6月7月8月9月lO月11月l2日A△口CA℃A的温度场影响范围不超过10m，为减小模型边界效应对结果的影l数值52874396310251O621O

7、649869147655584083887843l83．91．6响，计算范围取宽度55m，高度30m，坡角按姜路岭进口边坡实际结合表1，得到考虑太阳辐射后的等效外界温度函数表达式：情况取l5。，见图1。根据现场监测数据，模型初始温度取一0．7℃，并在模型底部加载恒定温度荷载r0=一0．7oC，模型上边界为与=一o．s+s．ssin(+)(5)外界温度的对流换热边界。且在施作遮阳网后，取不同遮阳率时的等效外界温度函数表2．2太阳辐射效应达式，见表2。外界对洞口段冻土边坡的温度场影响主要为大气对流换热2．3太阳辐射对边坡地温的影响分析收

8、稿日期：2014—04-29作者简介：陆蒙(1988一)，男，在读硕士耪164·第204O1卷4第年179期月山西建筑·OOO0Ol1111分别按式(2)，式(3)加载外界温度函数，计算得到考虑太阳日期／年．月O2468O246820