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無管冷系統厚壁襯砌的水化熱影響
Heat of Hydration in Thick Wall Lining without Tube Cooling System
PDF全文閱讀
胡保剛 ，董建輝
（ 長沙理工大學 土木工程學院 ，湖南 長沙 410114)
摘 要：明挖隧道厚壁襯砌大體積混凝土厚度在1.0 ~ 1.5 m之間，厚度不同于大跨徑橋梁的承臺和錨碇,通過研究厚壁襯砌水化熱溫度場規律，避免其結構產生裂縫。以某 1 . 2 m厚現澆連拱明挖隧道襯砌大體積混凝土為研究對象，通過現場實測溫控數據了解其溫度場規律，并采用有限元軟件Midas Fea 進行溫度場模擬，結果吻合良好。利用驗證后的有限元模型開展應力分析，提出厚壁襯砌無管冷系統溫控施工法，通過控制變量進行數值模擬驗證其可靠性。結果表明：厚壁襯砌的水化熱溫度場溫度上升快下降慢，結構整體降溫速率平均為 5. 0 ℃/d , 高于 2. 0 ℃/d , 但不會引起結構裂縫；該施工法能夠適用于 1 . 2 m 及以下厚度的隧道襯砌施工，對于同等類型的明挖隧道施工具有指導意義。
關鍵詞：大體積混凝土 ；明挖隧道 ；水化熱 ；管冷系統 ；溫度場 ；應力場
中圖分類號：TU528
文獻標志碼：A
文章編號： 1005- 8249 (2024) 05- 0026- 07
DOI:10. 19860/j.cnki.issn1005 - 8249.2024.05 .006
HU Baogang , DONG Jianhui
(School of Civil Engineering , Changsha University of Science & Technology , Changsha 410114 , China)
Abstract: The thick-wall lining of mass concrete open-cut tunnel is between 1.0 m~1.5 m,and its thickness is different from that of the pier and anchorage of long-span bridges.By studying the law of hydration heat temperature field of thick-wall lining,cracks can be avoided in its structure.Taking a 1.2 m thick cast-in-place open-cut tunnel lined mass concrete as the research object,the temperature field law was understood through the field measured temperature control data and the finite element software Midas Fea was used to simulate the temperature field.The measured temperature field data was in good agreement with the simulation results.The verified finite element model was used to carry out stress analysis.Based on the measured results and stress field data,the temperature control construction method of the tubular cold system with thick wall lining was proposed,and its reliability was verified by numerical simulation with control variables.The results show that the temperature of hydration heat field of thick-walled lining rises quickly and decreases slowly ,and the overall cooling rate of the structure is 5.0℃/d on average,higher than 2.0℃/d ,but it does not cause structural cracks.The temperature-controlled construction method of pipeless cold system can be applied to the tunnel lining construction with thickness of 1.2 m and below,which has guiding significance for the construction of the same type of open-cut tunnel.
Keywords: mass concrete; open cut tunnel; heat of hydration; pipe cooling system; temperature field; temperature stress.
作者簡介：胡保剛(1997—), 男，碩士，研究方向： 橋梁與隧道工程結構分析。
收稿日期：2023- 03- 14
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