基于FIB计算方法的高温热水环境对隧道衬砌结构安全影响分析
2021-07-12刘金松郑长青
铁道标准设计 2021年7期
华 阳,刘金松,粟 威,匡 亮,郑长青
(中铁二院工程集团有限责任公司,成都 610031)
随着我国交通、水电等行业的大力发展,大埋深、高海拔、特长隧道工程数量明显增多,建设过程中遇到的环境更为恶劣,地质条件愈发复杂。深大活动断裂发育、火山或岩浆活动强烈、地温梯度异常、地表热显著发育的地区,隧道修建过程中可能出现高岩温或高温热水等热害现象[1],如国内大瑞铁路高黎贡山隧道、拉日铁路吉沃希嘎隧道、齐热哈塔尔电站引水隧洞,日本安房公路隧道,意大利Appenine铁路隧道等工程施工揭示温度均达50 ℃以上[2-3]。地温异常环境给隧道工程设计、施工及运营维护各阶段带来一系列问题[4]。
高地温包含高岩温和高温热水(汽)两种热害现象[5],高岩温或高温热水对结构影响不尽相同。现行TB 10003—2016《铁路隧道设计规范》等规定了常温下隧道衬砌的设计施工方法、防排水技术,但不能满足高岩温、高水温条件铁路隧道建设需要;TB 10005—2010《铁路混凝土结构耐久性设计规范》也缺少对高温环境下混凝土结构耐久性的具体说明,没有相应作用等级及设防措施要求。目前,国内外学者针对高地温对隧道结构影响规律已开展了广泛的研究工作。
理论研究方面,周小涵等[6]根据能量守恒定律,建立了隧道结构与高温围岩及隧道内空气间的传热方程;贾善坡等[7]借助数值手段建立了岩石热-力-损伤耦合模型及其参数演化方程,分析岩石热-力完全耦合作用及其对力学参数和热特性参数的影响;……
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