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浅支坑对高速列车隧道压缩波洞内传播的影响特性研究
| 论文题名： | 浅支坑对高速列车隧道压缩波洞内传播的影响特性研究 |
| 关键词： | 高速铁路;隧道压缩波;洞内传播;一维流动模型;特征线法 |
| 摘要： | 当高速列车头部驶入隧道入口端瞬间，由于空气的可压缩性以及流动受到隧道壁面的限制，在列车头部形成了初始压缩波。该压缩波以近似音速的速度向着隧道出口端处传播，并在到达隧道出口端大部分以膨胀波反射回隧道，少部分自隧道向洞外辐射出一种压力脉冲即微压波，引起洞外附近建筑窗台的剧烈振动，给周围居民的生活带来不利的影响。微压波的强度与到达隧道出口处初始压缩波波前的压力变化率成正比，所以确定初始压缩波到达隧道出口端时波形是变缓还是变陡就显得非常的重要。 本文分析压缩波在隧道内传播引起的气体流动特性，参考前人的研究成果采用一维可压缩非定常不等熵流动模型和特征线原理的计算方法，研究Arctan+L波形在隧道内传播特性。首先研究洞内未设浅支坑下压缩波的洞内传播特性，给出不同车速的初始压缩波特性，分析了初始压缩波的压力与压力变化率特性，得出隧道入口处压力最大值基本与列车速度成平方关系，而隧道出口处的压力最大值与列车速度也成指数关系，但随着隧道长度的增加，指数小于2;对于压力最大变化率也都是随着车速的增大而增加，但与车速的关系在不同隧道长度下表征是不同的。研究不同隧道下的压缩波波形的变化特征，得出非线性效应和摩擦效应分别起主导作用的隧道长度分区。其次在结合日本研究浅支坑的经验，分析浅支坑的数目、布置位置、尺寸等参数对压缩波传播的影响特性，给出不同列车速度和隧道长度相应的压力最大值和压力变化率最大值，也发现设置均匀浅支坑隧道中非线性效应起主导作用的隧道长度分区要比没有浅支坑的分区小，在此基础上又提出了浅支坑优化设置原则。总之，论文系统地总结这两种不同隧道特征，给出压力最大值和压力变化率最大值与隧道长度和列车速度关系。 |
| 作者： | 钱凌君 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 梅元贵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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