地面列車動荷載對下穿隧道影響的動力學響應(yīng)分析

橋梁的振動狀態(tài)是評價結(jié)構(gòu)動力設(shè)計參數(shù)合理與否的重要指標。變截面梁可以提供更好和更合適的質(zhì)量和應(yīng)力分布,滿足在建筑、機械、航空航天和其他工程創(chuàng)新應(yīng)用中的要求。研究等高度矩形變截面均勻梁在移動荷載作用下的動力響應(yīng),具有一定的理論意義和實際應(yīng)用價值。建立了移動載荷作用下,兩端簡支系統(tǒng)的控制方程,得到了精確的理論解,并給出了有限差分法和ansys有限元法的數(shù)值結(jié)果,三者互相驗證,吻合良好。最后討論了非均勻系數(shù)δ、車輛行駛速度c等參數(shù)變化對系統(tǒng)動力響應(yīng)的影響。

以某地鐵區(qū)間隧道為研究對象,依照列車動荷載激勵力公式,設(shè)計列車振動模型裝置,觀測了隧道襯砌模型和周圍介質(zhì)在靜荷載及列車動荷載作用下的應(yīng)變、加速度等力學參數(shù),分析了動荷載作用下隧道結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài),并和初始靜應(yīng)力做了比較,得出了一些有指導意義的結(jié)論。

列車荷載在地基中引起的應(yīng)力響應(yīng)分析——用彈性地基上timoshenko梁及其在移動荷載作用下的動力解計算得到地基表面與路堤之問的反力。將其視為作用于地基表面的荷載，以單位移動荷載引起的半空問地基內(nèi)部應(yīng)力解為基礎(chǔ)，對反力在作用空間上進行積分，得到了列車...

列車行駛導致隧道中產(chǎn)生的動力響應(yīng)在軌道交通領(lǐng)域已成非常重要的研究課題。通過構(gòu)造\"基礎(chǔ)土層-盾構(gòu)隧道\"三維模型,輸入地鐵列車振動荷載,運用通用有限元軟件ansys的動力計算模塊ls-dyna3d進行計算,并對在不同水平間距的相鄰兩隧道、不同垂直間距的相鄰兩隧道、不同間距的斜交隧道等不同工況下基礎(chǔ)土層的振動響應(yīng)情況進行了對比分析。

為研究動力荷載下水泥砼動力響應(yīng)的規(guī)律,在修筑的試驗路段上,以重型運輸車輛為加載設(shè)備,通過在混凝土板中埋入應(yīng)變傳感器,獲得行駛車輛荷載作用下板內(nèi)測量應(yīng)變,分析實際車輛荷載作用下水泥混凝土路面板內(nèi)的應(yīng)變狀態(tài),對動態(tài)多聯(lián)軸車輛荷載作用下的路面板內(nèi)的力學響應(yīng)做初步探討。

為分析浮橋上移動荷載的重量與移動速度對浮橋動力響應(yīng)的影響,應(yīng)用有限元方法將控制方程進行離散,得到系統(tǒng)的運動方程,通過編寫相應(yīng)的計算程序求解了浮橋的位移響應(yīng),并利用有限元軟件對已求解出的位移響應(yīng)進行后處理,分別得到了不帶鉸浮橋和帶鉸浮橋在不同荷載重量、不同荷載移動速度下的內(nèi)力響應(yīng)曲線。數(shù)值模擬結(jié)果表明:隨著荷載重量和荷載移動速度的增加,浮橋的位移和應(yīng)力也隨之增加;當移動荷載的重量和移動速度相同時,帶鉸浮橋的應(yīng)力比不帶鉸浮橋大得多,當230kn的荷載分別以1m/s、5m/s、10m/s、20m/s的速度移動到浮橋中點時,帶鉸浮橋的最大應(yīng)力比不帶鉸浮橋分別大114%、117%、108%、111%。因此,將浮橋簡化為連續(xù)梁用平均剛度法求解出位移響應(yīng)后,不能直接求解應(yīng)力,應(yīng)當考慮鉸對浮橋動力響應(yīng)的影響,否則求解出的應(yīng)力偏小,不利于浮橋安全系數(shù)的計算。

以上跨南京地鐵2號線的基坑為工程背景,針對列車動荷載對基坑圍護結(jié)構(gòu)的影響進行研究.采用gts軟件建立模型,通過有限元計算,預測既有隧道結(jié)構(gòu)在長期地鐵移動荷載作用下,列車動荷載對既有隧道結(jié)構(gòu)的正常使用與耐久性會產(chǎn)生一定的危害.為確保地鐵的安全運營,需要采用相應(yīng)的減震措施來降低動荷載對既有隧道的影響.

城市中地下管線鋪設(shè)較為復雜,城市軌道或者城際高速鐵路會修建在地下管線上方。以京津城際軌道交通工程為例,研究高速車輛振動荷載對鋪設(shè)地下管線的隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的動力影響。運用耦合動力學,建立了車輛-軌道耦合系統(tǒng)振動分析模型,計算高速列車通過時車輛-軌道耦合系統(tǒng)的動力響應(yīng)。結(jié)合有限元理論,建立樁板-土體-隧道一體化縱橫垂向空間耦合動力仿真模型。將車輛-軌道耦合系統(tǒng)振動分析模型得到的荷載譜,作為外部激勵作用在動力仿真模型上,對電纜隧道的動力響應(yīng)進行研究。計算結(jié)果表明,京津城際鐵路運營后高速列車振動荷載的動力作用不會對樁板結(jié)構(gòu)下的電纜隧道產(chǎn)生顯著的不利影響。

移動荷載作用下雙層euler梁模型土動力響應(yīng)分析——本文以彈性波動理論為基礎(chǔ)，利用分層法計算了雙層連續(xù)支撐euler梁下地基土的位移，同時考慮了不同的車輛荷載模型，并將計算的結(jié)果和單層euler梁下地基土的位移進行了比較，比較表明：軌道結(jié)構(gòu)本身和車輛懸掛體...

移動荷載作用下框架節(jié)點域內(nèi)動力響應(yīng)分析——利用大型非線性有限元軟件ansys建立節(jié)點實體有限元模型，分析了鋼骨混凝土梁．鋼管混凝土柱加強環(huán)節(jié)點在移動荷載作用下的受力機理和動力響應(yīng)，研究了配骨指標和混凝土強度對節(jié)點動力響應(yīng)的影響，得出節(jié)點區(qū)在移動荷...

土動力學一緒論及動荷載特性——土動力學是研究各種動荷載作用下土的變形強度特性及土體穩(wěn)定性的一門學科　　土力學中“stress”一詞原定義包括“靜的”（static)和“動的”（dynamic)應(yīng)力，但傳統(tǒng)土力學中通常僅意味靜應(yīng)力　　研究的荷載來源各不相同　　對...

論述隧道襯砌結(jié)構(gòu)動力有限元分析的理論與數(shù)值計算方法,并以京廣線朱亭隧道列車振動荷載現(xiàn)場測試成果為基礎(chǔ),通過對3種不同斷面形狀的隧道襯砌結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)特征進行分析研究,可獲得隧道襯砌結(jié)構(gòu)豎向位移、豎向加速度及各種內(nèi)力時程曲線。研究成果對評價既有提速鐵路隧道襯砌結(jié)構(gòu)的動力穩(wěn)定性和完善鐵路隧道結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論具有一定的指導意義。

參照大連理工大學海動研究室的實驗條件和數(shù)據(jù),基于workbench平臺,應(yīng)用fluent流體模擬軟件,通過udf編寫二階stocks波浪方程進行波浪模擬。建立三維數(shù)值水槽模擬原型實驗,獲得了作用在柱體上的正向力和橫向力的變化曲線,與真實實驗數(shù)據(jù)比對良好。通過監(jiān)測獲得波面處水質(zhì)點運動曲線,發(fā)現(xiàn)水質(zhì)點運動不是類正弦變化,而是有規(guī)律的＂二次跳躍＂變化;通過對柱體結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析,得到了位移響應(yīng)曲線,并給出了工程建議。

南寧軌道交通1號線采用盾構(gòu)法穿越膨脹巖分布區(qū)?？紤]不同巖層組合對列車振動荷載與膨脹力共同作用下隧道管片與圍巖的動力響應(yīng)進行數(shù)值模擬分析。結(jié)果表明:距離管片越遠列車振動荷載引起的沉降越??；荷載條件相同時巖土體阻尼比越小受列車振動荷載影響越大,因而產(chǎn)生的沉降越大；不同巖層組合條件下隧底相同位置的位移、速度、加速度和豎向應(yīng)力時程曲線均在加載初期突變,在施加的列車振動荷載穩(wěn)定后近似呈簡諧波動形式；隧道腰部所受的豎向應(yīng)力最大,頂部所受的豎向應(yīng)力最小。

列車移動荷載作用下分層地基響應(yīng)特性——用分層半空間上周期性支撐的歐拉梁模型求解多層地基和鐵路軌道在列車運動荷載作用下的振動問題，通過fourier積分變換得到軌道運動的格林函數(shù)表達式，并用矩陣傳遞法導出地基對軌枕的支撐剛度，結(jié)合軌道和地基運動的整體...

以內(nèi)昆鐵路疏解線新梅花山隧道和六沾線烏蒙山隧道近距離立體交叉隧道為背景,研究列車運營期間,列車振動對隧道結(jié)構(gòu)的影響。采用激振函數(shù)模擬列車豎向振動荷載,并通過對圍巖-隧道體系進行模態(tài)分析,得到體系的振型和頻率,以確定合理的阻尼系數(shù)和時間積分步長。最后運用newmark隱式積分法,分別研究在各種列車荷載工況作用下,立體交叉隧道的動力響應(yīng),確定在列車振動荷載作用下襯砌結(jié)構(gòu)的薄弱部位及相應(yīng)的位移和應(yīng)力。

為降低高速列車振動荷載通過土體作用于在建隧道存在的安全風險,以濟南軌道交通r2號線開源路站—烈士陵園站區(qū)間工程為研究對象,運用flac3d軟件模擬分析在不同近接距離下,盾構(gòu)機推進過程中列車振動荷載對隧道施工的影響。研究表明:高速列車振動荷載加劇隧道管片變形,隨著近接開挖距離增加振動荷載影響程度趨于緩和；振動荷載加劇土體塑性變形,地面與隧道管片之間部分土體承受張拉剪切協(xié)同破壞。

地鐵運行荷載引起的隧道地基土動力響應(yīng)分析——利用輪軌耦合模型，計算某城市地鐵列車運行時產(chǎn)生的輪軌力。利用有限單元法分析該輪軌力引起的地基土動應(yīng)力比值的變化規(guī)律、影響范圍及動應(yīng)力比值與列車運行次數(shù)的關(guān)系。分析結(jié)果表明，列車振動引起的拱腰附近及拱...

以某交疊隧道為背景,通過有限元分析理論與數(shù)值計算方法建立三維模型,研究了雙向列車通過時其振動對隧道結(jié)構(gòu)的影響。分析表明:拱底中央受列車振動荷載影響最大,結(jié)構(gòu)滿足安全性要求;土壓靜載仍為結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制因素。

以西南某淺埋隧道下穿施工便道工程為依托,采用數(shù)值模擬軟件對分步開挖引起圍巖體的應(yīng)力應(yīng)變進行分析,對支護形式進行優(yōu)化設(shè)計.在車輛振動荷載效應(yīng)理論的基礎(chǔ)上,利用flac3d有限差分軟件的非線性動力分析功能,考慮車輛振動荷載對隧道下穿過程的影響.研究結(jié)果表明:上臺階開挖后,拱頂沉降量過大,需進行超前支護;車輛振動荷載可使巖土體沉降量增加3mm,其力學響應(yīng)隨深度呈現(xiàn)規(guī)律變化;由于偏壓作用,地表沉降曲線呈左右不對稱分布.

針對目前黃土隧道變形分析中未考慮圍巖結(jié)構(gòu)特性的現(xiàn)狀,以平面應(yīng)變試驗為載體,研究了結(jié)構(gòu)性參數(shù)與強度參數(shù)、圍壓、含水率及剪應(yīng)變之間的關(guān)聯(lián)模型;運用flac3d數(shù)值軟件建立實體隧道三維模型,采用fish語言程序編寫,將結(jié)構(gòu)性引入到隧道變形計算中,主要分析圍巖土體結(jié)構(gòu)變化對隧道變形的影響。研究結(jié)果表明：土體結(jié)構(gòu)性對隧道變形的影響規(guī)律,即考慮結(jié)構(gòu)性影響時隧道沉降偏大,傳統(tǒng)研究結(jié)果偏不安全,需加以重視;提出了通過結(jié)構(gòu)性參數(shù)變化規(guī)律確定圍巖松動圈的思路,為結(jié)構(gòu)性的進一步工程應(yīng)用提供參考。

接觸爆炸荷載下長江隧道的動力響應(yīng)分析——以武漢長江隧道為工程依托，運用ansys／lsuyna軟件對盾構(gòu)隧道行車道板上不同孔徑炸藥的4種爆炸工況進行模擬計算。分析各工況荷載爆炸時盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)底板、頂板和左右側(cè)幫各部位的位移、加速度和最大主應(yīng)力分布狀況...