地鐵列車荷載作用下飽和土中圓形襯砌隧道和軌道系統(tǒng)動力響應分析
本文選題:飽和土 + 襯砌結構 ; 參考:《巖土力學》2017年04期
【摘要】:為研究地鐵列車運行引起的軌道系統(tǒng)及飽和土體動力響應問題,采用解析法建立了飽和土全空間中圓形襯砌隧道和軌道結構耦合分析模型,用一系列符合列車幾何尺寸的移動常荷載或移動簡諧荷載模擬地鐵列車,用無限長圓柱殼模擬襯砌,用Biot飽和多孔介質理論模擬土體,用Euler梁理論模擬鋼軌、浮置板并組成兩層疊合梁單元,結合軌道與襯砌仰拱處的力和位移連續(xù)條件,實現浮置板軌道結構與襯砌及周圍飽和土體的耦合。通過算例對比了飽和土體模型和彈性土體模型動力響應的差異,分析了飽和土滲透系數、荷載移動速度和自振頻率對軌道結構位移、飽和土體位移及孔壓的影響。結果表明:當土體滲透性較差時,飽和土位移響應與相應的彈性土位移響應區(qū)別明顯,土體模型對軌道結構響應影響較小;隨著滲透系數的降低,飽和土體孔壓增大;荷載移動速度和自振頻率對軌道結構和土體動力響應影響顯著。
[Abstract]:In order to study the dynamic response of track system and saturated soil caused by subway train operation, a coupling analysis model of circular lining tunnel and track structure in saturated soil is established by analytical method. A series of moving constant loads or moving harmonic loads conforming to the geometry of the train are used to simulate the subway train, the liner is simulated with infinite cylindrical shell, the soil is simulated by Biot saturated porous medium theory, and the rail is simulated by the Euler beam theory. The floating slab is composed of two layer superimposed beam elements, and the coupling of the track structure with the lining and the saturated soil around it is realized by combining the continuous force and displacement conditions between the track and the lining invert. The difference of dynamic response between saturated soil model and elastic soil model is compared by an example, and the effects of saturated soil permeability coefficient, load moving speed and natural vibration frequency on track structure displacement, saturated soil displacement and pore pressure are analyzed. The results show that when the soil permeability is poor, the displacement response of saturated soil is obviously different from that of elastic soil, and the soil model has little effect on the response of track structure, and the pore pressure of saturated soil increases with the decrease of permeability coefficient. Load moving speed and natural vibration frequency have significant influence on the dynamic response of track structure and soil.
【作者單位】: 浙江大學濱海和城市巖土工程研究中心;浙江大學軟弱土與環(huán)境土工教育部重點實驗室;江蘇省電力設計院;浙江省建筑科學設計研究院有限公司;
【基金】:國家自然科學基金資助項目(No.11372274,No.51208460,No.51478424) 中央高校科研基本業(yè)務費(No.2015QNA4024) 高等學校博士學科點專項科研基金資助課題(No.20130101110028)~~
【分類號】:U451
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,本文編號:2098499
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