目錄
第1章 寒區(qū)隧道工程概述 1
1.1 定義與分布 1
1.2 凍害類型與特征 5
1.3 凍害后果 8
1.4 科學問題與技術難點 9
1.5 本章小結 10
第2章 寒區(qū)隧道凍害機理與基礎理論 11
2.1 寒區(qū)隧道凍害影響因素與分析 11
2.1.1 氣象條件 11
2.1.2 水文條件 12
2.1.3 圍巖條件 12
2.1.4 工程措施 12
2.1.5 其他因素 13
2.1.6 根本因素對比分析 13
2.2 溫度場基本理論 14
2.2.1 基本方程 14
2.2.2 物性方程 22
2.2.3 定解條件 25
2.2.4 控制方程 27
2.2.5 數值解法 29
2.3 寒區(qū)隧道溫度場研究成果 36
2.3.1 理論分析 36
2.3.2 現場監(jiān)測 38
2.3.3 室內試驗 39
2.3.4 數值仿真 41
2.4 本章小結 42
第3章 寒區(qū)隧道現場測試與試驗技術 44
3.1 高緯度寒區(qū)隧道 44
3.1.1 工程概況 44
3.1.2 現場試驗方案 46
3.1.3 試驗數據分析 51
3.2 高海拔寒區(qū)隧道 69
3.2.1 工程概況 69
3.2.2 現場測試方案 77
3.2.3 測試數據分析 82
3.3 溫度分布差異 93
3.4 本章小結 94
第4章 寒區(qū)隧道溫度場與凍害室內模擬試驗系統(tǒng)研發(fā) 95
4.1 寒區(qū)隧道溫度場試驗系統(tǒng)與試驗研究 95
4.1.1 寒區(qū)隧道溫度場試驗系統(tǒng) 95
4.1.2 寒區(qū)隧道溫度場試驗研究 99
4.2 寒區(qū)隧道積水凍脹試驗系統(tǒng)與試驗研究 102
4.2.1 寒區(qū)隧道積水凍脹試驗系統(tǒng) 102
4.2.2 襯砌背后積水凍脹試驗研究 106
4.3 本章小結 124
第5章 寒區(qū)隧道溫度場數值計算方法與規(guī)律分析 125
5.1 數值模型建立與驗證 125
5.1.1 計算模型與參數 125
5.1.2 邊界條件 126
5.1.3 初始地溫場 126
5.1.4 數值模型驗證 127
5.2 寒區(qū)隧道溫度場時空分布規(guī)律 128
5.2.1 橫向分布規(guī)律 128
5.2.2 縱向分布規(guī)律 131
5.3 寒區(qū)隧道溫度場主控因素及其影響規(guī)律 133
5.3.1 氣流因素對寒區(qū)隧道溫度場的影響規(guī)律 133
5.3.2 圍巖熱物理參數對隧道溫度場的影響規(guī)律 143
5.3.3 列車運營條件對隧道溫度場的影響規(guī)律 148
5.4 本章小結 167
第6章 地下水對隧道溫度場的影響及新型防排水結構 168
6.1 地下水對隧道溫度場的影響 168
6.1.1 計算模型及初始溫度場 168
6.1.2 中心排水溝水溫影響因素分析 173
6.2 寒區(qū)隧道新型防排水結構 183
6.2.1 防排水結構介紹 183
6.2.2 防排水結構分析模型 185
6.2.3 防排水結構過水能力 188
6.3 本章小結 191
第7章 寒區(qū)隧道抗防凍關鍵設計參數與對策 192
7.1 保溫層技術 192
7.2 防寒保溫門技術 195
7.3 中心深埋水溝技術 196
7.4 地源熱泵技術 200
7.5 陽光棚技術 202
7.5.1 數值計算模型 203
7.5.2 陽光棚作用效果 205
7.6 本章小結 209
第8章 典型寒區(qū)隧道凍害防控系統(tǒng)設計與施工 210
8.1 京沈高鐵同盛隧道 210
8.1.1 隧道防寒排水設計關鍵技術 210
8.1.2 防寒排水現場施工技術 214
8.2 西察高速關角山隧道 219
8.2.1 隧道防排水設計關鍵技術 219
8.2.2 防排水系統(tǒng)施工技術 221
8.2.3 結構保溫防凍設計 229
8.3 本章小結 230
參考文獻 231