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隧道建设(中英文) ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (12): 2403-2414.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2024.12.010
祁占锋1, 2, 李国良1, 2, 王3, *, 刘新荣3, 周小涵3
QI Zhanfeng1, 2, LI Guoliang1, 2, WANG Yan3, *, LIU Xinrong3, ZHOU Xiaohan3
摘要: 针对高地温隧道施工期温度场受多种因素影响、演化机制复杂的问题,首先,通过现场调研获取某隧道围岩温度、环境温度及风速的分布特征,并基于室内试验探究不同温度下围岩、初期支护及二次衬砌材料热物性参数的变化规律; 其次,建立相应的非稳态数学模型并应用于COMSOL数值仿真软件计算,探究高地温隧道开挖—初期支护—二次衬砌施工全过程的温度场演化规律; 最后,利用多元函数回归分析方法,构建施工期初期支护和二次衬砌温度最大值的预测模型。研究结果表明: 1)随着隧道内温度的升高,围岩的热扩散系数显著呈现二次函数递减趋势,比热容呈二次函数递增,导热系数表现为上凹型二次函数下降趋势。2)初期支护和二次衬砌材料的热扩散系数同样遵循二次函数降低规律,比热容随温度升高先增后减,表明材料热储能特性的非线性变化。3)以隧道初期支护和二次衬砌内的最高温度为特征点分析发现,围岩温度和隧道环境温度的升高导致初期支护和二次衬砌内最高温度呈线性增加,回风速度的增大可有效促使温度呈先快后慢的下降趋势。