寒冷地区隧道水下保温材料的导热特性

　　交通运输系统的快速发展导致了寒冷地区隧道建设的逐步增长;然而，寒冷地区修建的隧道冻结造成的损害也经常发生。与冻害相关的问题，包括衬砌渗漏、衬砌剥落、围岩冻胀、路面洒水和结冰等，通常导致隧道每年8月至9月无法使用，严重影响了隧道的效率。

　　寒冷地区隧道冻害的典型工程解决方案是铺设隔热层。关于各种因素对隔热层的影响已经进行了大量的研究，根据多年冻土保护的保温原理，程某阐述了各种保温层的适用性。

　　结合理论分析和有限元模拟计算了适用于各种冻土的保温层厚度。基于二维有限元模型，分析了保温层厚度和长度对寒冷地区隧道温度场的影响。通过数值模拟，根据不同保温材料冻融范围的变化规律，确定了冻融范围与保温材料厚度之间的关系。

　　隔热材料的隔热性能指标主要由导热系数决定，在寒冷地区隧道的设计和施工中，隔热材料的导热系数和厚度一样重要。通过建立季节性冻土区隧道的热湿耦合数值模型，建立了绝热层热导率和厚度的计算方法，结合绝热层厚度确定了隔热效果与导热系数的关系。

　　在不同温度的气候室之间的隧道中放置砖块，并使用半比例稳态实验方法和实测数据计算砖的导热系数，使用热线法测量非稳态下的导热系数，并评估了轻质混凝土导热系数的温度依赖性。

　　大多数隧道保温材料都是评估长度、厚度等因素的影响，很少研究材料本身的导热系数。人们对建筑保温材料的导热系数进行了大量的研究。然而，这些报道大多考察了含水量对材料热导率的影响，很少探讨水分分布对材料热导率的影响。