青藏铁路作为我国的重大基础工程受到了世界各国人民的普遍关注，其高原缺氧、多年冻土与恶劣的环境气候条件给青藏铁路的修建带来了很大的困难，而多年冻土问题更是青藏铁路修建的三大关键技术难题之一。青藏铁路格尔木至拉萨段，全长1118km，多年冻土区长度为632km，其中连续多年冻土区长度约550km、岛状不连续多年冻土区长度82km，全线海拔4000m以上地段约为965km。昆仑山隧道位于青藏高原海拔4642m以上的多年冻土区，是目前世界上在高原多年冻土层这一特殊围岩环境条件下修建的最长隧道工程。本书以铁道部多个重点科研项目和昆仑山隧道工程实际为依托，针对高原多年冻土隧道施工的工程实际难题，如多年冻土隧道围岩温度场的变化规律、喷射混凝土黏结强度、隧道通风温度场、高原供氧、机械设备的效率等施工的关键技术问题，从理论上进行了比较深入的研究，并将计算机数值模拟结果与室内模型试验、现场试验结果进行对比分析，获得了一些有益的成果。最后对昆仑山隧道渗漏水的来源、路径、水量进行了分析，提出了综合治理的方案。
本书可供隧道工程、冻土工程、水利工程等领域的科研人员参考，也可作为相关专业研究生与本科生的参考教材。
1 绪论
1.1 引言
1.1.1 冻土研究发展史
1.1.2 冻土工程研究进展
1.1.3 冻土工程病害研究
1.2 国内外高原多年冻土隧道研究现状
1.2.1 理论研究
1.2.2 隧道工程实践
1.2.3 冻土工程应用研究
2 昆仑山隧道工程概况
2.1 昆仑山隧道工程概况
2.1.1 工程概况
2.1.2 工程地质特征
2.1.3 水文地质特征
2.1.4 地应力状态分析
2.1.5 衬砌支护结构
2.1.6 防排水及保温措施
2.2 研究背景
2.2.1 多年冻土隧道开挖与衬砌的矛盾
2.2.2 昆仑山隧道渗漏水病害简介
2.3 昆仑山隧道工程相关测试
2.3.1 自然气温监测
2.3.2 施工环境温度监测
2.3.3 围岩收敛监测
2.3.4 衬砌内外温度监测
2.3.5 隧道内排水沟流量观测和连通试验
2.3.6 地温及水位测试
3 移动边界特征计算的理论与实际
3.1 移动边界概念
3.2 移动边界计算的理论基础
3.3 利用有限元求解移动边界的基本过程
3.4 移动边界特征计算模型
3.4.1 有限元模型
3.4.2 移动边界特征计算模型
3.5 计算结果分析
3.5.1 融化深度与网格精度的关系
3.5.2 融化深度与计算时间步长的关系
3.5.3 融化深度与临界阻力距离的关系
3.5.4 考虑与不考虑移动边界特征的计算结果比较分析
3.5.5 昆仑山隧道冲沟的融化特征
4 隧道围岩温度场研究
4.1 运用微分方程研究隧道围岩温度场
4.1.1 一般导热微分方程
4.1.2 围岩导热控制微分方程
4.1.3 边界条件
4.1.4 围岩导热控制微分方程的差分解法
4.1.5 围岩温度场计算程序及参数
4.1.6 毛洞计算及结果分析
4.1.7 初衬后围岩的温度场计算及结果分析
4.1.8 二衬后围岩的温度场计算及结果分析
4.1.9 洞内气温对围岩温度场的影响
4.1.10 原始地温对围岩温度场的影响
4.1.11 结果分析
4.2 隧道实测温度资料分析
4.2.1 温度数据处理
4.2.2 数据分析
4.3 运用隧道围岩温度场规律指导施工
4.3.1 控制围岩暴露时间
4.3.2 控制洞内空气温度
5 多年冻土隧道工程的开挖与衬砌
5.1 自然环境特征
5.2 施工环境特征
5.3 昆仑山隧道工程地质和水文地质特征
5.3.1 工程地质
5.3.2 水文地质特征
5.3.3 地应力状态分析
5.4 昆仑山隧道开挖仿真分析
5.5 瞬态传热分析
5.5.1 有限元模型
5.5.2 边界条件
5.5.3 参考点的选择
5.5.4 计算结果分析
5.6 施工控制与预测方法
5.6.1 围岩稳定评估子系统
5.6.2 局部崩塌评估子系统
5.6.3 实时监测子系统
6 施工温度场研究及通风、供氧技术
7 湿喷凝土支技及工艺试验研究
8 模筑衬砌混凝土及防水隔热层施工工艺
9 昆仑山隧道排水技术试验研究
附件A 昆仑山隧道渗漏水治理方案
参考文献
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