寒区高速铁路隧道温度场理论与保温技术研究

本书系统、全面地介绍了寒区高速铁路隧道温度场的基本理论及防寒保温技术。全书共分7章，主要内容有：通过分析156座寒区隧道调研数据，给出隧道寒区的划分方法；研发了寒区高速铁路隧道温度场模型试验系统，揭示了列车风对寒区隧道洞口段温度场的影响；提出一种新型节能的寒区高速铁路隧道洞口热幕保温系统，为解决寒区隧道冻害问题提供新方法；研发集前处理、结构计算和后处理于一体，可实现冻胀力影响下寒区隧道衬砌结构破损阶段法、极限状态法和可靠度指标计算的软件；以温度条件、水文条件、围岩条件和工程措施这4个基本影响因素为准则层，采用模糊综合评判法建立评判模型，并利用层次分析法对各因素的权重进行计算，从而建立寒区铁路隧道冻害评价体系。本书可供从事寒区隧道研究的科研人员、工程建设的工程技术人员以及相关专业的院校师生参阅。

前言
第1章 绪论
1.1 寒区隧道工程冻害问题
1.2 国内外文献综述
1.2.1 国内文献
1.2.2 国外文献
1.3 寒区隧道冻害类型
1.3.1 衬砌漏水和挂冰
1.3.2 隧底冒水、积冰冻胀
1.3.3 衬砌开裂、酥碎、剥落
1.3.4 洞门墙开裂
1.3.5 排水系统冻结
1.3.6 洞口热融滑塌
1.4 国内寒区隧道综合防冻害措施研究现状
1.4.1 保温技术
1.4.2 排水技术
1.5 国外寒区隧道综合防冻害措施研究现状
1.5.1 日本
1.5.2 俄罗斯
1.5.3 北欧及中欧各国
1.5.4 美国
1.5.5 法国
1.6 本书主要内容
第2章 隧道寒区划分建议及保温排水技术研究
2.1 国内寒区隧道冻害调研
2.1.1 岛纬度地区
2.1.2 高海拔地区
2.2 寒区长大隧道洞内空气温度实测与分析
2.2.1 洞内空气温度实测
2.2.2 温度场影响因素分析
2.3 寒区隧道分区
2.4 寒区隧道保温排水技术分析
2.4.1 寒区隧道冻害调研
2.4.2 寒区隧道保温技术分析
2.4.3 寒区隧道保温层厚度计算方法
2.4.4 寒区隧道排水技术分析
2.4.5 寒区隧道存在问题及冻害防治原则
2.5 小结
第3章 寒区高速铁路隧道温度场试验系统的研制及应用
3.1 模型试验设计
3.1.1 相似特征数
3.1.2 几何相似比
3.1.3 可行性分析
3.2 模型试验系统组成
3.2.1 模型高速列车驱动装置
3.2.2 隧道模型
3.2.3 温度调控系统
3.2.4 测试系统
3.3 试验分析
3.3.1 试验方法
3.3.2 试验验证
3.3.3 试验结果
3.4 小结
第4章 寒区隧道洞内空气和围岩温度场分布规律研究
4.1 寒区隧道洞内空气和围岩控制方程
4.1.1 空气控制方程
4.1.2 围岩控制方程
4.2 列车风影响下寒区隧道洞内空气温度场解析解
4.2.1 计算模型
4.2.2 模型求解
4.2.3 算例验证
4.3 寒区隧道洞内空气温度场的分布规律
4.3.1 计算模型和参数
4.3.2 不同自然风速下的分布规律
4.3.3 不同洞外气温下的分布规律
4.3.4 不同围岩地温下的分布规律
4.3.5 不同列车运行速度下的分布规律
4.3.6 不同列车运行频率下的分布规律
4.3.7 试验值与计算值对比分析
4.4 寒区隧道洞内围岩温度场的分布规律
4.4.1 不同自然风速下的分布规律
4.4.2 不同洞外气温下的分布规律
4.4.3 不同围岩地温下的分布规律
4.4.4 不同列车运行速度下的分布规律
4.4.5 不同列车运行频率下的分布规律
4.5 小结
第5章 寒区隧道保温层和空气幕保温效果研究
5.1 无保温层时寒区隧道围岩温度场分布规律
5.2 有保温层时寒区隧道围岩温度场分布规律
5.3 保温层适应性分析
5.4 寒区隧道空气幕保温效果研究
5.4.1 空气幕保温系统设计
5.4.2 空气幕保温效果计算参数
5.4.3 空气幕保温效果分析
5.4.4 空气幕保温系统经济效益分析
5.5 小结
第6章 寒区隧道衬砌结构冻胀力模型试验及安全性分析软件研发
6.1 寒区隧道衬砌结构冻胀力模型试验
6.1.1 模型试验设计
6.1.2 试验结果及分析
6.2 寒区隧道衬砌结构安全性分析软件研发
6.2.1 荷载结构模型
6.2.2 杆系有限元
6.2.3 边界条件
6.2.4 结构内力计算
6.2.5 偏心受压构件裂缝反算配筋计算方法
6.2.6 受弯构件裂缝反算配筋计算方法
6.2.7 轴心受拉构件裂缝反算配筋计算方法
6.2.8 偏心受拉构件裂缝反算配筋计算方法
6.2.9 可靠指标计算方法
6.3 软件介绍及测试
6.3.1 软件组织架构
6.3.2 软件功能模块
6.3.3 软件主窗体
6.3.4 软件求解功能
6.3.5 结果图显示
6.3.6 软件测试
6.4 冻胀力影响下衬砌结构安全性研究
6.5 冻胀力影响下衬砌结构可靠度分析及围岩注浆效果研究
6.5.1 衬砌结构可靠度分析
6.5.2 围岩注浆效果研究
6.6 小结
第7章 寒区铁路隧道冻害评价技术体系研究
7.1 建立评判模型
7.2 建立评语集
7.3 确定隶属函数
7.3.1 确定定量指标隶属函数
7.3.2 确定定性指标隶属函数
7.4 确定权重集
7.5 模糊综合评判模型计算方法
7.6 案例分析
7.6.1 工程概况
7.6.2 模糊关系矩阵
7.6.3 第一级模糊综合评判模型运算
7.6.4 第二级模糊综合评判模型运算
7.7 小结
参考文献