高寒地區鐵路隧道復雜襯砌結構最優澆筑長度數值分析研究

郭陽陽 劉晶磊 孫新建 程衛星

(1.河北建筑工程學院土木工程學院，張家口 075000；2.青海大學水利電力學院，西寧 810016)

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高寒地區鐵路隧道復雜襯砌結構最優澆筑長度數值分析研究

郭陽陽1劉晶磊1孫新建2程衛星1

(1.河北建筑工程學院土木工程學院，張家口 075000；2.青海大學水利電力學院，西寧 810016)

以某高寒地區鐵路隧道進口段作為研究對象，利用Midas/GTS有限元軟件基于Morh-Coulomb的理想彈塑性模型和線彈性模型對鐵路隧道襯砌進行數值模擬，明確極端溫度荷載作用對隧道各層襯砌的影響，并探究出本鐵路隧道襯砌的最優澆筑分段尺寸.通過對在-30 ℃～30 ℃，溫度差為60 ℃溫度荷載作用下的不同分段長度隧道襯砌數值分析，得出：(1)不同分段長度的隧道襯砌沿縱深方向位移變化不大；不同部位的襯砌位移變化呈現出隨著隧道襯砌分段長度增大而變大的規律.(2)由于隔熱層在溫度變化中起到巨大的作用，明顯降低了環境溫度對隧道襯砌變形的影響.(3)隧道襯砌分段長度變化對應力大小分布有顯著影響：不同部位的襯砌應力大小分布呈現出隨著隧道襯砌分段長度增大而變大的規律.(4)通過數值模擬計算得出針對本工程在極端溫度荷載作用下最優襯砌分段長度為6 m.

高寒地區；鐵路隧道襯砌；最優澆筑長度

近幾年來，隨著國家西部大開發戰略的實施，各種大型土木工程被納入計劃當中，我國陸續修建了一些有針對性的隧道，例如有名的鷓鴣山隧道和達坂山公路隧道等……