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铁道标准设计2025年第10期:寒区铁路隧道温度场解析解及抗冻设防长度研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王伟;田四明;刘建友;齐辉;高焱;

单位:中国铁路经济规划研究院有限公司;中铁工程设计咨询集团有限公司;淮阴工学院;

摘要:针对寒区隧道温度场预测难的问题,基于对典型寒区沿线32座铁路隧道的冻害调研与温度场实测数据,建立考虑自然风影响的寒区铁路隧道温度场热流固耦合模型,分析外界气温、围岩地温、外界风速对寒区铁路隧道温度场的影响,并探讨了抗冻设防长度的变化规律。结果表明:寒区隧道温度场分为对称型与非对称型两种;对称型表现为洞口两端风速较小且无主导风向、隧道洞口两端高差一般小于50 m、隧道洞口两端无明显阴面阳面之分;非对称型隧道洞口两端高差一般大于50 m,隧道洞内温度场受主导风影响明显。通过理论计算,对称型隧道温度场分布时,抗冻设防长度与外界气温和围岩地温呈反比关系,即外界气温与围岩地温降低时,抗冻设防长度随外界气温降低而增加。非对称型隧道温度场分布时,抗冻设防长度与外界主导风速呈正相关特性,在主导风向影响下,抗冻设防长度随主导风速增大而增加。相关研究成果可为寒区隧道温度场的预测以及抗冻设防长度的确定提供理论指导。

关键词:寒区隧道;;温度场;;自然风影响;;解析解;;设防长度

基金资助:国家自然科学基金项目(51778380);国家自然科学基金铁路基础研究联合基金(U2268214)