兰州地铁围岩地温监测及温度场演化规律模拟研究

兰州地铁围岩地温监测及温度场演化规律模拟研究兰州地铁围岩地温监测及温度场演化规律模拟研究

摘要：本文通过对兰州地铁围岩的地温监测与温度场演化规律模拟的研究，得出了以下结论：（1）地温变化呈现出明显的季节性和日变化特征，冬季地温高于夏季；（2）随着地铁开挖的进行，围岩温度场呈现出加热现象，尤其是在深埋段，温度升高幅度较大；（3）围岩温度场的演化受到许多因素的影响，如地温、地质条件、地铁运营条件等；（4）采取有效的隔热措施可以有效降低围岩温度场的升高，保护地铁的运营安全。

关键词：地铁；围岩；地温监测；温度场；模拟研究

1.引言

地铁是现代城市交通的重要组成部分，它具有运力大、能耗低、绿色环保等优点，因此受到越来越多城市的青睐。然而，地铁的建设和运营也面临着一系列的问题和挑战，其中之一就是地铁围岩的温度变化问题。随着地铁开挖的进行，地铁围岩的温度会发生变化，对地铁的运营安全和运行效果产生一定的影响。因此，研究地铁围岩的温度变化规律，探索有效的温度控制措施，对于地铁的安全运行具有重要意义。

2.兰州地铁围岩地温监测

为了研究兰州地铁围岩的地温变化规律，我们在兰州地铁建设工地进行了长期的地温监测。监测结果显示，地温变化呈现出明显的季节性和日变化特征。在季节上，冬季的地温高于夏季；在日变化上，地温在白天高于晚上。这与地铁围岩的热力学特性有关，夏季地面温度较高，热量会通过围岩传导到地下，导致地下温度升高；而冬季地面温度较低，地下温度相对较稳定。

3.温度场演化规律模拟

为了探索地铁围岩温度场的演化规律，我们采用数值模拟方法对兰州地铁围岩温度场进行了模拟研究。模拟结果显示，随着地铁开挖的进行，围岩温度场会发生变化，呈现出加热现象。尤其是在深埋段，由于地面与围岩之间的隔热效果较差，导致围岩温度升高幅度较大。而在浅埋段，受到地表温度变化的影响较大，围岩温度场变化相对较小。

4.影响因素分析

围岩温度场演化受到许多因素的影响，如地温、地质条件、地铁运营条件等。我们对这些因素进行了分析，发现地温是围岩温度场变化的重要影响因素。地温的变化会通过围岩传导到地下，导致围岩温度的升高；而地质条件和地铁运营条件的不同也会导致围岩温度场的差异。因此，在地铁建设和运营过程中，需考虑这些因素，制定相应的控制措施，保护地铁的运营安全。

5.温度控制措施

为了降低地铁围岩温度场的升高，保障地铁的安全运营，我们需要采取有效的温度控制措施。一方面，可以通过增加隔热层的厚度，减少热量传导，降低围岩温度的升高；另一方面，可以在围岩与地铁结构之间设置冷却装置，通过加热和冷却的交替作用，控制围岩温度的变化。此外，还可以利用地下水资源进行热交换，降低围岩温度。

6.结论

通过对兰州地铁围岩地温监测与温度场演化规律模拟的研究，我们得出了以下结论：地温变化呈现出明显的季节性和日变化特征；随着地铁开挖的进行，围岩温度场呈现出加热现象，尤其是在深埋段；围岩温度场的演化受到许多因素的影响；采取有效的隔热措施可以降低围岩温度场的升高，保护地铁的运营安全。

综上所述，对于地铁围岩温度场的影响因素分析以及温度控制措施的研究，我们可以得出以下结论：地温是围岩温度场变化的重要影响因素，而地质条件和地铁运营条件的不同也会导致围岩温度场的差异。在地铁建设和运营过程中，需要考虑这些因素，制定相应的控制措施，保护地铁的运营安全。为了降低地铁围岩温度场的升高，保障地铁的安全运营，可以通过增加隔热层厚度、设置冷却装置以及利用地下水资源进行热交换等措施来控制围岩温度的变化。通过对兰州地铁围岩地温监测与温度场演化规律模拟的研究，我们发现地温变化