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地铁列车荷载作用下双层隧道的动力响应分析
| 论文题名： | 地铁列车荷载作用下双层隧道的动力响应分析 |
| 关键词： | 双层隧道;动力响应;地铁列车荷载;模型模拟 |
| 摘要： | 21世纪,随着城市化建设的发展,地下空间开发利用的规模也不断扩大,与此同时地铁规模也在不断扩大,地下铁道将不可避免的出现近距离隧道。本文根据隧道-围岩结构动力相互作用的基本理论,利用ANSYS建立有限元模型,研究近距离双层隧道在列车荷载作用下的动力响应。 首先,本文总结了地下结构动力有限元分析原理,叙述了有限元基本理论,介绍了动力平衡方程的建立和求解以及地下结构弹塑性模型本构关系。 其次,针对地铁列车荷载的特点,简化了列车-轨道系统动力分析模型,通过计算模拟得到作用于道床底部的列车荷载。以单洞单隔板双层隧道断面为研究对象,对有限元模型进行了模态分析,确定了体系的阻尼参数以及动力分析的时间积分步长。计算了有限元模型的静力场,在此基础上,采用二维弹塑性动力有限元方法进行列车振动响应分析,计算中围岩材料采用D-P模型。考虑了围岩加固前后两种情况,分析了单洞单隔板双层隧道在上行动载、下行动载及上下交会动载作用下隧道结构体系的动力反应。 计算结果表明:(1)在地铁列车动载作用下,衬砌的应力不同程度的有所增加,但和初始静应力比较增加的幅度并不大,影响衬砌安全的主要因素仍然是初始应力。(2)地铁列车动载作用引起的位移不大。(3)相比于其它部位,列车动载对中隔板和仰拱的影响显著。(4)围岩加固后,衬砌的动应力和静应力比之加固前都有较大的减小。计算结果对地铁隧道的设计具有参考价值。 |
| 作者： | 李书庆 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 高峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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