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隧道建设(中英文) ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (12): 2332-2349.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2024.12.00
马志富1, 田四明2, 杨昌贤1, *, 王伟2, 王嘉伟3
MA Zhifu1, TIAN Siming2, YANG Changxian1, *, WANG Wei2, WANG Jiawei3
摘要: 为研究寒区铁路隧道温度场分布相关效应对隧道抗防冻设计的影响,依托高纬度严寒地区3个运营铁路项目,选择5座典型隧道开展洞内温度场分布规律测试和研究,提出寒区隧道洞内温度场分布的相关效应,并结合洞内温度场分布规律对海拔相对高的洞口端抗防冻设计优化进行初步分析。研究结果表明: 1)冬季寒区隧道洞内温度场分布具有明显的烟囱效应、遮蔽效应、尺度效应和冷桥效应; 2)受热位差、洞口间静压差和大气自然风压共同作用时,洞口间静压差占主导作用产生明显的烟囱效应影响,冬季寒区长大铁路隧道洞内气温沿纵向分布出现明显的不均一性,导致洞外冷空气持续不断由海拔低的洞口端向高的洞口端流动,加剧洞内外的热交换; 3)线位与冬季主导风向呈大角度相交的隧道,冬季测试期其洞口间静压差与热位差的比值是线位与冬季主导风向基本一致的隧道对应比值的一半,表明线位与冬季主导风向呈大角度或垂直时,对隧道洞身保温防冻是有利的; 4)对于寒区长大铁路人字坡隧道,海拔相对高的洞口一侧抗防冻设防长度可较海拔相对低的一侧缩短,寒区铁路长大单面坡隧道海拔相对高的洞口一侧抗防冻设计措施可较海拔相对低的一侧减弱。