孟 尧，姜海波

(石河子大学水利建筑工程学院，新疆 石河子 832000)

0 引 言

高海拔寒区隧洞在自然通风条件下寒冷空气与隧洞围岩发生对流换热，围岩之间也存在着导热，从而产生明显的温度差且出现温度应力，使围岩的应力分布及稳定性发生变化。寒区隧洞的安全稳定离不开隧洞温度-应力耦合的研究分析，因此有必要基于对流-导热耦合模型，对寒区水工隧洞围岩在不同环境条件下围岩不同位置的温度-应力耦合进行分析。目前，关于寒区隧洞围岩的温度场及温度-应力耦合的研究已取得很多成果。丁浩、孟尧等[1-2]研究发现，洞内外大气和围岩发生热传递，得到隧洞径向和纵向温度场的变化规律。严健等[3]研究得出，升温对掌子面周围的洞壁温度影响较大。徐衍、刘江川等[4-5]研究得出，围岩径向距离增加，温度影响逐渐消失，围岩的温度变化是影响围岩受力状态的重要因素。刘杰等[6]对比不同洞型开挖的应力场和塑性区分布，确定圆形断面为最优开挖断面。李松磊等[7]研究发现，隧洞在无衬砌时通水，温度荷载会产生较大的拉应力，影响工程的安全稳定。刘春龙等[8]研究得出，变温区温度场与隧洞围岩自重应力场的应力耦合关系曲线。王伟[9]研究发现，在对流荷载作用下，距离隧道围岩越近围岩温度变化越大，对流荷载可使隧道开挖后围岩应力减小，对隧道不同位置围岩应力的影响不同。王睢等[10]推导出深埋含衬砌有压圆形隧洞在施工和运行不同工况下的弹塑性解，验证了模型的正确性。……