寒区隧道建设和运营期间存在冻害问题，严重威胁隧道结构安全与行车安全，而解决冻害问题时需确定隧道温度场分布规律及围岩受冻害范围，其中围岩内随机裂隙分布与裂隙内水冰相变作用是影响二者的重要因素。通过在键型近场动力学热传导方程中引入热焓，构建同时考虑裂隙和水冰相变作用的数值模型，刻画围岩裂隙内发生水冰相变时能量转化过程，依托均质寒区隧道解析解和单裂隙岩体COMSOL数值解验证模型准确性。基于蒙特卡罗算法引入随机裂隙，分析不同裂隙参数对温度传导的影响，以新疆玉希莫勒盖隧道为例，结合现场温度监测数据试算出模型围岩随机裂隙参数，研究冻融条件下寒区隧道温度场规律。结果表明，通过与理论解和数值解对比，证明本模型能有效解决水冰相变问题并能确定相变界面位置；不考虑水分迁移条件下，裂隙对温度传导具有阻碍作用，且随裂隙密度、长度、开度等参数增大，阻碍作用增强，影响程度为裂隙密度>裂隙长度>裂隙开度，而裂隙角度对温度传导没有影响；新疆玉希莫勒盖隧道周边围岩温度和冻结深度均呈周期性变化，且随冻融循环周期次数增加，隧道周边围岩温度呈降低趋势，平均冻结深度呈增大趋势，同时能确定不同时间下围岩受冻害范围及变...
寒区隧道建设和运营期间存在冻害问题，严重威胁隧道结构安全与行车安全，而解决冻害问题时需确定隧道温度场分布规律及围岩受冻害范围，其中围岩内随机裂隙分布与裂隙内水冰相变作用是影响二者的重要因素。通过在键型近场动力学热传导方程中引入热焓，构建同时考虑裂隙和水冰相变作用的数值模型，刻画围岩裂隙内发生水冰相变时能量转化过程，依托均质寒区隧道解析解和单裂隙岩体COMSOL数值解验证模型准确性。基于蒙特卡罗算法引入随机裂隙，分析不同裂隙参数对温度传导的影响，以新疆玉希莫勒盖隧道为例，结合现场温度监测数据试算出模型围岩随机裂隙参数，研究冻融条件下寒区隧道温度场规律。结果表明，通过与理论解和数值解对比，证明本模型能有效解决水冰相变问题并能确定相变界面位置；不考虑水分迁移条件下，裂隙对温度传导具有阻碍作用，且随裂隙密度、长度、开度等参数增大，阻碍作用增强，影响程度为裂隙密度>裂隙长度>裂隙开度，而裂隙角度对温度传导没有影响；新疆玉希莫勒盖隧道周边围岩温度和冻结深度均呈周期性变化，且随冻融循环周期次数增加，隧道周边围岩温度呈降低趋势，平均冻结深度呈增大趋势，同时能确定不同时间下围岩受冻害范围及变...
寒区隧道建设和运营期间存在冻害问题，严重威胁隧道结构安全与行车安全，而解决冻害问题时需确定隧道温度场分布规律及围岩受冻害范围，其中围岩内随机裂隙分布与裂隙内水冰相变作用是影响二者的重要因素。通过在键型近场动力学热传导方程中引入热焓，构建同时考虑裂隙和水冰相变作用的数值模型，刻画围岩裂隙内发生水冰相变时能量转化过程，依托均质寒区隧道解析解和单裂隙岩体COMSOL数值解验证模型准确性。基于蒙特卡罗算法引入随机裂隙，分析不同裂隙参数对温度传导的影响，以新疆玉希莫勒盖隧道为例，结合现场温度监测数据试算出模型围岩随机裂隙参数，研究冻融条件下寒区隧道温度场规律。结果表明，通过与理论解和数值解对比，证明本模型能有效解决水冰相变问题并能确定相变界面位置；不考虑水分迁移条件下，裂隙对温度传导具有阻碍作用，且随裂隙密度、长度、开度等参数增大，阻碍作用增强，影响程度为裂隙密度>裂隙长度>裂隙开度，而裂隙角度对温度传导没有影响；新疆玉希莫勒盖隧道周边围岩温度和冻结深度均呈周期性变化，且随冻融循环周期次数增加，隧道周边围岩温度呈降低趋势，平均冻结深度呈增大趋势，同时能确定不同时间下围岩受冻害范围及变...
寒区隧道建设和运营期间存在冻害问题，严重威胁隧道结构安全与行车安全，而解决冻害问题时需确定隧道温度场分布规律及围岩受冻害范围，其中围岩内随机裂隙分布与裂隙内水冰相变作用是影响二者的重要因素。通过在键型近场动力学热传导方程中引入热焓，构建同时考虑裂隙和水冰相变作用的数值模型，刻画围岩裂隙内发生水冰相变时能量转化过程，依托均质寒区隧道解析解和单裂隙岩体COMSOL数值解验证模型准确性。基于蒙特卡罗算法引入随机裂隙，分析不同裂隙参数对温度传导的影响，以新疆玉希莫勒盖隧道为例，结合现场温度监测数据试算出模型围岩随机裂隙参数，研究冻融条件下寒区隧道温度场规律。结果表明，通过与理论解和数值解对比，证明本模型能有效解决水冰相变问题并能确定相变界面位置；不考虑水分迁移条件下，裂隙对温度传导具有阻碍作用，且随裂隙密度、长度、开度等参数增大，阻碍作用增强，影响程度为裂隙密度>裂隙长度>裂隙开度，而裂隙角度对温度传导没有影响；新疆玉希莫勒盖隧道周边围岩温度和冻结深度均呈周期性变化，且随冻融循环周期次数增加，隧道周边围岩温度呈降低趋势，平均冻结深度呈增大趋势，同时能确定不同时间下围岩受冻害范围及变...
基坑工程的冻害问题是一个复杂的过程,主要原因在于在冻融过程中,岩土中的热量传输,水分迁移与水冰相变,互相影响和互相作用,基坑的温度场、水分场是动态变化的,两者之间的耦合作用是导致工程问题的直接原因。在原有热平衡原理的Harlar模型基础上,考虑水冰相变和水分迁移的影响,建立了更符合实际更全面的寒区水热耦合模型,对基坑温度场和水分场的变化趋势做出了分析,分析表明在冻结期内,随着冻结时间的不断增大,土体内温度变化范围增大,并且随着冻结时长的增加,土体的冻结深度增加,土体内温度低区域含水率降低,含冰量增加。针对基坑越冬防护的关键问题,分析了两种不同的保温措施,分别为在基坑表面敷设保温隔热层及增设止水帷幕,通过水热耦合结果分析表明,两种措施均可以较好减轻基坑越冬时期发生的冻胀。
基坑工程的冻害问题是一个复杂的过程,主要原因在于在冻融过程中,岩土中的热量传输,水分迁移与水冰相变,互相影响和互相作用,基坑的温度场、水分场是动态变化的,两者之间的耦合作用是导致工程问题的直接原因。在原有热平衡原理的Harlar模型基础上,考虑水冰相变和水分迁移的影响,建立了更符合实际更全面的寒区水热耦合模型,对基坑温度场和水分场的变化趋势做出了分析,分析表明在冻结期内,随着冻结时间的不断增大,土体内温度变化范围增大,并且随着冻结时长的增加,土体的冻结深度增加,土体内温度低区域含水率降低,含冰量增加。针对基坑越冬防护的关键问题,分析了两种不同的保温措施,分别为在基坑表面敷设保温隔热层及增设止水帷幕,通过水热耦合结果分析表明,两种措施均可以较好减轻基坑越冬时期发生的冻胀。
基坑工程的冻害问题是一个复杂的过程,主要原因在于在冻融过程中,岩土中的热量传输,水分迁移与水冰相变,互相影响和互相作用,基坑的温度场、水分场是动态变化的,两者之间的耦合作用是导致工程问题的直接原因。在原有热平衡原理的Harlar模型基础上,考虑水冰相变和水分迁移的影响,建立了更符合实际更全面的寒区水热耦合模型,对基坑温度场和水分场的变化趋势做出了分析,分析表明在冻结期内,随着冻结时间的不断增大,土体内温度变化范围增大,并且随着冻结时长的增加,土体的冻结深度增加,土体内温度低区域含水率降低,含冰量增加。针对基坑越冬防护的关键问题,分析了两种不同的保温措施,分别为在基坑表面敷设保温隔热层及增设止水帷幕,通过水热耦合结果分析表明,两种措施均可以较好减轻基坑越冬时期发生的冻胀。