为了揭示负年平均气温区渐冻隧道的形成机制和演化规律,以及全球变暖情况下隧道渐融的形成机制,开发渐冻隧道演化模拟试验系统。试验系统主要由隧道模型、地温控制系统、气候控制系统、数据测量和采集系统组成。该试验系统的主要创新性如下:(1)设计并研制一套渐冻隧道演化模拟试验系统,可大幅缩短全周期运行状态温度场模型试验的研究周期,将原本需要40 d的试验周期缩短至4 d;(2)设计并研制新型的气候模拟系统,可长周期稳定地模拟年平均气温、温度振幅及风速等组合条件对隧道温度场试验的影响;(3)设计并研制可以测量隧道温度场全域全周期测试系统及地温控制系统,有效解决数据测量及地温控制等方面遇到的时间和空间上的难题。通过与寒区隧道温度场演化规律典型实例的对比试验,验证该模拟试验系统的准确性和可靠性。初步试验结果表明:年平均气温为-4℃时,隧道贯通运行后其冻结圈会逐渐沿隧道纵向推进,并在横断面上向围岩深部发展,引起隧道围岩的渐冻,隧道非冻土会逐年冻结,形成渐冻隧道。试验系统填补了寒区隧道复杂条件下全周期运行状况下的温度场演化规律试验研究的空白,对促进我国寒区隧道工程前沿研究起到了积极的推动作用,可为"一带一路...

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