高地热大埋深环境隧道支护结构受力分析-论文.pdf

《高地热大埋深环境隧道支护结构受力分析-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４９卷第２期西南交通大学学报Ｖｏｌ．４９Ｎｏ．２２０１４年４月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＷＥＳＴＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＡｐｒ．２０１４文章编号：０２５８２７２４（２０１４）０２０２６００８ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５８２７２４．２０１４．０２．０１２高地热大埋深环境隧道支护结构受力分析王玉锁１，２２１２２叶跃忠，杨超，唐建辉，陈龙，曾宏飞（１．西南交通大学峨眉校区，四川峨眉山６１４２０２；２．西南交通大学土木工程学院，四川成都６１００３１）摘要：为了研究高地热大埋深环境下隧道支护结构内力随周围介质温度变

2、化的规律，设计了测试不同温度环境条件下隧道模型结构受力的室内模型试验，并对模型试验进行了数值模拟分析．模型试验测得的轴力比数值模拟结果大２０％，两者的轴力分布趋势相同，结构安全系数接近．以某隧道工程为例，用数值模拟方法分析了埋深为１０００ｍ、地热温度为６０℃的环境条件下，隔热层设置对隧道支护结构体系受力特征及安全性的影响，结果表明：隔热层的设置对支护结构内力分布形式、初支和混凝土模筑支护结构内力的影响较小，但对二次衬砌受力有显著改善作用，设隔热层后二次衬砌的最小安全系数由２．０提高到４．０．关键词：隧道；高地热；热固耦合；数值模拟中图分类号：

3、Ｕ４５５文献标志码：ＡＳｔｒｅｓｓＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＬｉｎｉｎｇＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＨｉｇｈＧｅｏｔｈｅｒｍａｌａｎｄＤｅｅｐＢｕｒｉｅｄＴｕｎｎｅｌ１２２１２２ＷＡＮＧＹｕｓｕｏ，ＹＥＹｕｅｚｈｏｎｇ，ＹＡＮＧＣｈａｏ，ＴＡＮＧＪｉａｎｈｕｉ，ＣＨＥＮＬｏｎｇ，ＺＥＮＧＨｏｎｇｆｅｉ（１．ＥｍｅｉＢｒａｎｃｈｏｆＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｅｍｅｉｓｈａｎ６１４２０２，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１

4、００３１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｓｔｒｅｓｓｖａｒｙｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅａｍｂｉｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｌｉｎｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｈｉｇｈｇｅｏｔｈｅｒｍａｌａｎｄｄｅｅｐｂｕｒｉｅｄｔｕｎｎｅｌｓ，ａｌａｂｏｒａｔｏｒｙｍｏｄｅｌｔｅｓｔｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｔｒｅｓｓｏｆａｔｕｎｎｅｌｍｏｄｅｌａｔｖａｒｉｏｕｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ．Ｔｈｅｎ，ａｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｔｅｓ

5、ｔｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．Ａｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅｔｗｏｇｒｏｕｐｓｏｆｄａｔａｒｅｖｅａｌｅｄｔｈａｔｔｈｅａｘｉａｌｆｏｒｃｅｖａｌｕｅｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｍｏｄｅｌｔｅｓｔｗｅｒｅａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ２０％ｌａｒｇｅｒｔｈａｎｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｖａｌｕｅｓ，ｂｕｔｔｈｅｉｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｒｅｎｄａｒｅｓｉｍｉｌａｒ，ａｎｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓａｆｅｔｙｆａｃｔｏｒｓｗｅｒｅａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙｅｑｕａｌ．Ｔａｋｉｎｇａｔｕｎｎｅｌｉｎｇｐｒｏｊｅｃｔａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅｎｕｍｅｒ

6、ｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓａｄｏｐｔｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｉｎｓｕｌａｔｉｎｇｌａｙｅｒｏｎｔｈｅｓｔｒｅｓｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｔｕｎｎｅｌｌｉｎｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｔ６０℃ｕｎｄｅｒａｂｕｒｉｅｄｄｅｐｔｈｏｆ１０００ｍ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｉｎｓｕｌａｔｉｎｇｌａｙｅｒｈａｓａｓｍａｌｌｅｆｆｅｃｔｏｎｂｏｔｈｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｏｆｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄ

7、ｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅｏｆｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｌｉｎｉｎｇａｎｄｔｈｅｃａｓｔｃｏｎｃｒｅｔｅｌｉｎｉｎｇ．Ｔｈｅｉｎｓｕｌｔｉｎｇｌａｙｅｒ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｃａｎｒｅｍａｒｋａｂｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｔｒｅｓｓｓｔａｔｅｏｆｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｌｉｎｉｎｇ，ａｎｄｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｓａｆｅｔｙｆａｃｔｏｒｏｆｔｈｅｔｕｎｎｅｌｓｓｅｃｏｎｄａｒｙｌｉｎｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｒｏｍ２．０ｗｉｔｈｏｕｔａｉｎｓｕｌｔｉｎｇｌａｙｅｒｔｏ４．０ｗｈｅｎｔｈｅｉｎｓｕｌｔｉｎｇｌａｙｅｒｉｓｓｅｔ．Ｋｅｙ

8、ｗｏｒｄｓ：ｔｕｎｎｅｌ；ｈｉｇｈｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ；ｔｈｅｒｍｏｓｏｌｉｄｃｏｕｐｌｉｎｇ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ随着我国交通事