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列车振动荷载对地下隧道结构安全性影响分析
| 论文题名： | 列车振动荷载对地下隧道结构安全性影响分析 |
| 关键词： | 列车振动荷载;安全性;时程分析;地下隧道;围岩特征 |
| 摘要： | 随着城市建设快速发展，城市地下铁路隧道、公路隧道以及其他市政隧道也得到了大量发展，隧道下穿铁路这一常见的隧道近接类型在地铁隧道建设中出现是不可避免的。主要内容如下: (1)根据列车荷载特点，对列车振动载进行简化处理，用与不平顺管理标准相应的激振力，对列车竖向动载进行模拟; (2)对隧道结构进行模态分析，得到结构的振型和频率，以确定模拟分析中合理的阻尼系数和时间积分步长; (3)采用粘—弹性人工边界模拟无限域边界，并运用弹塑性动力有限元法及Newmark隐式时间积分法，对隧道结构体系进行动态模拟分析; (4)根据六种工况下的数值模拟结果，分析隧道结构的位移、弯矩以及轴力等方面的规律，研究隧道衬砌结构的竖向振动位移和竖向附加应力时程曲线，以确定在列车动载作用下衬砌结构的薄弱部位及其相应的位移、弯矩、轴力的变化量等; (5)根据隧道围岩特征，确定影响隧道安全性的主要因素，再通过计算得出隧道衬砌截面的抗压（或抗拉）强度安全系数K，并与规范中的K规相比较，同时对隧道结构的塑性区进行分析，以判断隧道结构的安全性。 结果表明:结构最大动力响应发生在机车轮对经过测点时，列车机车通过测点后，在后续车厢等间隔并且连续作用下，隧道结构呈现出近似简谐波式的动力响应;对隧道结构而言，围岩静载是结构设计的控制荷载，列车振动引起的附加应力增幅较小。本文研究成果对评价列车荷载对地下隧道结构的影响以及为完善地铁隧道结构设计理论有一定的参考价值。 |
| 作者： | 田燕 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 于广明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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