高速铁路隧道列车振动响应影响因素分析.doc
文本预览下载声明
高速铁路隧道列车振动响应影响因素分析
第8卷第4期
2011年8月
铁道科学与工程
JOURNALOFRAILWAYSCIENCEANDENGINEERING
Vo1.8
Aug
NO.4
2011
高速铁路隧道列车振动响应影响因素分析
丁祖德,彭立敏,雷明锋.施成华
(1.中南大学土木工程学院,湖南长沙410075;2.高速铁路建造技术国家工程实验室,湖南长沙410075)
摘要:运用有限差分法,建立了隧道一围岩相互作用的动力计算模型,分析围岩务件,列车运行速度,隧道底部结构设计
参数以及基底状况对列车振动荷载作用下隧道结构动力响应的影响.结果表明:隧道衬砌结构动力响应随着围岩级别的
提高,行车速度的增加和基底软弱层厚度的增加而增大,随着仰拱厚度,填充层厚度和仰拱矢跨比的减小而增大.隧道底
部结构厚度和仰拱矢跨比的增大,能起到一定的减振作用,结构受力状态有所改善,但从控制变形角度考虑,依靠增加底部
结构厚度来减小变形量,效果非常有限.
关键词:高速铁路;隧道;动力响应;数值分析
中图分类号:U451.3文献标志码:A文章编号:1672—7029(2011)04—0001—06
Analysisofinfluencefactorsondynamicresponseofhigh——speedrailway
tunneIundervibrationIoad
DINGZu—de,PENGLi—min,LEIMing—feng,SHICheng.hua.
(1.SchoolofCivilEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410075,China;
2.NationalEngineeringLaboratoryofHighSpeedRailwayConstruction,Changsha410075,China)
Abstract:Thedynamiccalculationmodelaboutinteractionbetweentunnelstructureandsurroundingrockwas
builtbyfinitedifferencemethod.Theinfluenceofsomefactorsonthedynamicresponseoftunnelstructurewith
trainvibrationwasanalyzed,suchassurroundingrockconditions,trainvelocity,thedesignparametersoftunnel
basestructure,thesituationoffoundationbaseandSOon.Theresultsshowthatthestructuredynamicresponses
inereasewiththeimprovementofthelevelofsurroundingrock:theincreaseoftrainvelocityandthicknessof
weaklayer;thedecreaseofthicknessofinvertarch,fillinglayer,andrise—spanratioofinvertarch.Thein—
creaseofthicknessofbasestructureandrise—spanratioofinvertarchcanreducevibrationandimprovethe
stressstate.buttheeffectiSverylimitedonreducingthedeformationofthetunnelstructure.
Keywords:high—speedrailway;tunnel;dynamicresponse;numericalanalysis
随着我国高速铁路建设的快速发展,涌现出越
来越多的高速铁路隧道,列车振动荷载对隧道结构
的影响已成为隧道工程界的热点问题¨.许多
学者采用解析法J,数值分析以及试验llo]
等手段开展了一系列研究工作,但目前的研究主要
针对既有隧道结构条件下的振动分析,缺乏隧道结
构动力响应影响因素的系统研究.本文结合我国
现有高速铁路隧道设计的实际情况,分析地质环
境,设计参数和施工状态等条件对高速铁路隧道结
构列车振动响应的影响.
1隧道振动响应计算原理
1.1计算原理
车一隧系统实质上是个包含时变,耦合,非线
性的复杂体系,车一隧体系振动方程的建立可借鉴
车一路振动方程的建立方法,将车辆和隧道结构视
收稿日期:2011一O6—15
基金项目:国家自然科学基金资助项目51108461);铁道部科技研究开发计划项目(2006GO07一B)
作者简介:丁祖德
显示全部