考虑不均匀冻胀的寒区隧道可靠性研究

摘要

以某寒区隧道为背景建立了水热力耦合模型，研究了不同部位存水冻胀对衬砌受力的影响；分析了边墙存水冻胀时隧道温度场、冻融范围、含冰量及衬砌结构应力的分布特性与演化规律。在此基础上，采用蒙特卡洛法计算分析了寒区隧道可靠度的变化特点。结果表明：边墙部位存水冻胀对隧道稳定性的影响最为显著；一月份最低温度与七月份最高温度均随时间增长呈上升趋势，围岩冻融圈随时间的推移逐渐扩大；衬砌结构应力最大值与时间具有正相关关系，但其增长速率与时间具有负相关性。隧道可靠概率随时间的推移而逐渐减小；升温2.6℃和4℃时，边墙部位存水冻胀工况下第50 a隧道可靠度较均匀冻胀分别下降了11.2%和11.5%。

关键词

寒区隧道 / 冻胀 / 冻融圈 / 可靠度