高铁隧道衬砌拱顶空洞对列车荷载响应研究

摘要：

以某高速铁路某一隧道存在拱顶空洞为工程背景,基于高速列车振动荷载实测数据和列车振动理论,利用ABAQUS有限元软件,建立隧道衬砌拱顶不含空洞与含有不同深度空洞的隧道结构有限元模型,施加相应的约束及边界条件,对隧道结构在列车振动荷载作用下的动力响应行为进行数值仿真分析.研究结果表明,随空洞深度的增加,拱顶含空洞的衬砌结构将会使原有衬砌受力状态发生改变,空洞深度越大,围岩塑性区改变越明显,衬砌整体受力越不利;不合空洞的隧道衬砌关键点与轨道距离越近振动响应越明显,拱顶响应最弱;衬砌拱顶空洞深度对列车振动响应明显,随深度的加大,其响应越剧烈,使衬砌围岩塑性区发生进一步扩展并最终影响到隧道结构的整体稳定性,对列车运营安全造成威胁.研究结果对于进一步探索含缺陷隧道衬砌结构的劣化动力学行为奠定了基础.

关键词：高铁隧道、拱顶空洞、振动荷载、动力响应、有限元分析

所属期刊栏目：12

分类号：TU435(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金委员会-中国铁路总公司高速铁路基础研究联合基金U1434211;国家重点基础研究发展计划973计划2013CB036205

在线出版日期：2017-01-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：669-677