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基于围岩棘轮特性的重载铁道隧道基底脱空分析
| 论文题名： | 基于围岩棘轮特性的重载铁道隧道基底脱空分析 |
| 关键词： | 重载铁路隧道;基底脱空;岩土材料;本构模型;棘轮效应 |
| 摘要： | 随着我国经济建设的不断加快，货运物流运量将成为一个关系经济命脉的问题;同时，经济的发展刺激了对能源的需求，煤电占我国电力能源结构相当大的比重，这就使得电煤的运送量不断增加。物资能源需求的不断增长，使得重载铁路大运量优势得以凸显。然而由于设计规范的落后，对重载铁路隧道设计还依赖于工程类比的方法，对于隧道基底脱空病害的出现原因还无法给出解释。本文依托四川省科技支撑计划资助项目，综合运用理论分析和数值模拟的方法，引入材料的棘轮效应这一客观现象，利用其理论成果，对隧道基底围岩脱空现象的出现进行了模拟研究。主要的研究内容和成果如下: (1)对比分析了常见的土壤本构模型，以合理且实用为原则选取了岩土材料的本构模型。 (2)对比了现有的材料棘轮行为理论，以D-P准则、Ohno-Abdel-Karim随动硬化准则及非关联流动法则为框架，建立了描述岩土材料的棘轮效应本构。 (3)基于ANSYS，以Fortran为编译语言，利用UPFs开发了包含岩土棘轮行为的用户材料子程序usermat。为在程序中实现材料的本构模型，推导了合适的应力更新流程和一致性矩阵。经检验，该程序能够合理地描述岩土材料的应力-应变行为，并表现出合理的棘轮现象。 (4)利用usermat，研究了重载列车荷载作用时的某单线隧道基底脱空现象，得出隧道基底脱空的现象，并总结了其发展规律。 |
| 作者： | 何磊 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 王弘;张志强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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