基于响应面法隧道隔热结构热——固耦合仿真优化研究

本研究系统评估了单双线铁路隧道保温隔热层的工作效果,并综合考虑围岩温度、隔热层厚度、隔热层导热系数和洞内环境温度等关键因素的影响。通过稳态热-固耦合二维有限元仿真方法,从热通量和结构受力两个角度全面分析了单双线高地温隧道隔热结构的最佳厚度设置。同时,采用响应面法对这四个影响因素的交互非线性关系进行了深入研究和优化。计算结果表明,围岩温度是对热通量、初支和二衬应力影响最显著的因素。隔热层厚度的增加能够显著降低单双线铁路隧道的热通量,但也会引起初支应力的增加。通过综合考虑热通量和结构受力,优化得到了不同隔热材料的最佳厚度。本研究的定量评估和优化为单双线铁路隧道保温隔热层的设计提供了重要的参考。