[01171379]季节性寒区隧道温度场分布规律与防寒保温技术研究

项目应用流体力学、固体力学、隧道力学、材料学和信息技术理论等指导研究,并结合工程实际,研究季节性寒区隧道冬施及运营期环境与围岩温度场分布规律,优化保温层铺挂厚度及方式。其主要研究内容及创新点如下： （1） 对张承高速桦皮岭隧道洞口空气温度监测数据进行整理分析,为本文数值加载温度提供事实依据。总结得出洞口年环境温度呈周期性三角函数变化,获得了预测温度变化趋势的拟合公式。 （2） 基于流体力学、传热学等理论,利用Fluent建立冬施隧道三维气-固对流换热和固-固热传导耦合计算模型,分析了暖风供热保温下送风速度、送风距离、送风时间及出风口距掌子面距离不同时隧道洞内环境温度场、速度场和围岩温度场变化规律,并给出了保证隧道冬施要求的相应送风参数指标。 （3） 通过建立二维隧道横断面数值模型,分析在隧道表面铺设不同保温材料及同种材料不同铺挂方式下,围岩径向温度随低温暴露时间和外界年环境温度的演化规律,并对不同保温隔热材料及不同铺挂方式的保温效果做出评价和优化。 （4） 建立隧道运营期二维纵断面数值模型,分析其在寒冷低温环境下不同风速,不同通风时间、不同隧道长度,洞内环境及围岩温度沿隧道进深分布规律;并针对性提出强化隧道使用功能的御寒保温措施。 课题发表论文2篇、专利1项、软件著作权1项,研究成果对季节性寒区隧道设计、施工及运营的冻害防治提供科学依据和理论指导。