Resumen

En un terreno estacionalmente congelado, hay muchos problemas de congelación en los túneles de carretera después de su excavación debido al intercambio de calor entre el aire frío y la estructura de revestimiento dentro del túnel. Para mitigar estos daños relacionados con las heladas, se utiliza ampliamente la capa de aislamiento térmico en las secciones de entrada y salida del túnel. En este estudio, se construyó un modelo matemático acoplado de calor, humedad y tensión para túneles en regiones con permafrost estacional. A continuación, basándose en la temperatura del aire observada sobre el terreno en el interior de un túnel de carretera en la montaña de Altun, en la meseta de Qinghai-Tibet (QTP), se investigó numéricamente el proceso de congelación-descongelación estacional de las rocas circundantes (SR) y de las estructuras de revestimiento teniendo en cuenta los métodos de aislamiento: sin aislamiento (WTIL) y colocando la capa de aislamiento en la superficie interior de la segunda estructura de revestimiento (STIL). En combinación con el principio de acumulación de daños de Miner, se investigaron los regímenes de tensión de las estructuras de revestimiento del túnel en WTIL y STIL. Los resultados muestran que hubo una alteración térmica significativa del SR después de la excavación del túnel. En el 5º año del periodo de funcionamiento, la profundidad máxima de congelación estacional (MSFD) del SR puede alcanzar 1,6 m en la bóveda del arco y la del arco invertido era sólo de 1,0 m debido al pavimento del interior del túnel. Entonces, tanto el valor máximo absoluto de la tensión principal máxima (MAPS) como el de la tensión principal mínima (MIPS) en la estación fría fueron mayores que los de la estación cálida, comparando el valor de la tensión presentada de la estructura de revestimiento. Del mismo modo, tanto los MAPS como los MIPS de la estructura de revestimiento en WTIL son mayores que los de STIL en la simulación numérica. Las posiciones del esfuerzo máximo de tracción de la estructura de revestimiento primaria en STIL y WTIL se invirtieron en arco. Para las estructuras de revestimiento, la mayor tensión de tracción era generalmente perjudicial. Por lo tanto, el arco invertido del túnel debe colocarse sobre la capa de aislamiento.

• Materias:Análisis de suelos Hormigón Construcciones de hormigón Asfalto
• Subjects:Soil testing Concrete Concrete construction Asphalt
• Palabras claves:estructura de revestimiento, arco invertido, túnel, capa de aislamiento, wtil, stil, consideración del aislamiento, modelo matemático acoplado, tensión principal máxima, tensión de tracción mayor
• Keywords:lining structure, inverted arch, tunnel, insulation layer, wtil, stil, consideration of insulation, coupled mathematical model, maximum principal stress, greater tensile stress