寒区隧道合理保温型式及保温效果试验

寒区隧道常常受到冻融循环破坏,合理的保温型式能有效减小隧道冻害发生。在实测温度场基础上根据冻土学原理,运用Stephen公式推导围岩最大冻结深度,并结合传热学中等效厚度换算法推导内置式和外置式保温层厚度计算公式,进行对比分析,结合工程实例计算得到围岩冻深为2.62 m,内置式和外置式保温层厚度分别为3.54 cm和4.61 cm,内置式保温型式更经济。运用自主研发的室内试验模型开展了环境温度-12.5℃无保温层、-12.5℃内置3.5 cm聚氨酯保温层、-20℃内置3.5 cm聚氨酯保温层3组工况试验。结果表明:环境温度-12.5℃未设保温层时围岩将会逐渐冻结,内置式3.5cm聚氨酯保温层保温效果良好;环境温度-20℃内置式3.5 cm聚氨酯保温层保温效果变差但仍能满足短期围岩不发生冻结。研究结果可为寒区隧道保温设计提供依据。