本文關(guān)鍵詞：移動(dòng)荷載作用下圓形隧道的動(dòng)力響應(yīng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,隧道工程建設(shè)規(guī)模在總體上呈現(xiàn)出不斷增長的趨勢。隧道中列車運(yùn)營引起的振動(dòng)及其對周圍環(huán)境的影響已經(jīng)成為世界性的研究熱點(diǎn),相關(guān)的研究成果可以為隧道線路設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和消振減振設(shè)計(jì)提供理論和技術(shù)支持。本文以彈性動(dòng)力學(xué)理論、Biot理論和聲學(xué)理論為基礎(chǔ),利用Fourier變換方法,建立了單相彈性土,飽和土及水中的圓形隧道在移動(dòng)荷載作用下的若干解,并根據(jù)這些解對上述隧道在移動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了分析。本文的主要研究內(nèi)容如下:1.對隧道和土體均用彈性動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行描述,并以解析方法研究了移動(dòng)荷載作用下彈性土中無襯砌和襯砌隧道的動(dòng)力響應(yīng)。對隧道和土體分別引入一個(gè)標(biāo)量勢函數(shù)和一個(gè)矢量勢函數(shù)來表示其位移�；贔ourier變換方法,建立了柱坐標(biāo)系下隧道和土體勢函數(shù)在頻率-波數(shù)域內(nèi)的通解。根據(jù)隧道的邊界條件及隧道-土體界面處的連續(xù)性條件,求得單個(gè)移動(dòng)荷載作用下無襯砌和襯砌隧道的解析解,疊加單個(gè)荷載的解可得系列等距移動(dòng)荷載作用下的解,基于系列等距移動(dòng)荷載的解,可確定系列移動(dòng)荷載作用下的共振和消振條件。對頻率-波數(shù)域內(nèi)的解進(jìn)行Fourier逆變換,即得時(shí)間-空間域內(nèi)的解。通過數(shù)值分析,比較了無襯砌和襯砌隧道時(shí)域內(nèi)響應(yīng)的區(qū)別,分析了隧道和土體的臨界速度及系列移動(dòng)荷載作用下的共振和消振現(xiàn)象。2.對隧道和土體分別用Biot理論和彈性動(dòng)力學(xué)方程來描述,以解析方法研究了移動(dòng)荷載作用下飽和土中無襯砌和襯砌隧道的動(dòng)力響應(yīng)。對襯砌采用與上述類似的方法進(jìn)行處理,對飽和土體,引入兩個(gè)標(biāo)量勢函數(shù)和一個(gè)矢量勢函數(shù)來表示其固相位移和孔隙水壓力。利用Fourier變換方法,建立了柱坐標(biāo)系下隧道和土體勢函數(shù)在頻率-波數(shù)域內(nèi)的通解。結(jié)合隧道的邊界條件及隧道-土體界面處的連續(xù)性條件,得出了隧道在單個(gè)移動(dòng)荷載作用下頻率-波數(shù)域內(nèi)的解。和單相土類似,根據(jù)單個(gè)荷載的解,可得系列等距移動(dòng)荷載作用下隧道的響應(yīng),進(jìn)而確立系列移動(dòng)荷載作用下的共振和消振條件。最后通過Fourier逆變換,即得隧道在移動(dòng)荷載作用下時(shí)間-空間域內(nèi)的解。通過數(shù)值分析,研究了飽和土中的隧道對移動(dòng)荷載的動(dòng)力響應(yīng),并比較了彈性土和飽和土中的隧道動(dòng)力響應(yīng)的差別,研究了隧道的臨界速度及系列移動(dòng)荷載作用下的共振和消振現(xiàn)象。3.對隧道和水體分別用彈性動(dòng)力學(xué)方程和聲學(xué)方程進(jìn)行描述,以解析方法研究了水中懸浮隧道在移動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)。利用Fourier變換方法,建立了柱坐標(biāo)系下隧道和水體的控制方程在頻率-波數(shù)域內(nèi)的通解。根據(jù)上述通解,并利用隧道的邊界條件及隧道-水體界面處的連續(xù)性條件,確定了單個(gè)移動(dòng)荷載作用下水中懸浮隧道的解析解。對頻率-波數(shù)域內(nèi)的解進(jìn)行Fourier逆變換,即得時(shí)間-空間域內(nèi)的解。通過數(shù)值分析,比較了水中隧道和土中隧道動(dòng)力響應(yīng)的差別,分析了水中懸浮隧道的臨界速度,研究了共振峰主導(dǎo)頻率對時(shí)域內(nèi)隧道和水體響應(yīng)的影響。
【關(guān)鍵詞】：單相彈性土 飽和土 水體 圓形隧道 移動(dòng)荷載 解析解 動(dòng)力響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U451
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 課題的提出13-14
• 1.2 研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 彈性土中隧道的動(dòng)力響應(yīng)14-15
• 1.2.2 飽和土中隧道的動(dòng)力響應(yīng)15-16
• 1.2.3 交叉隧道的動(dòng)力響應(yīng)16-17
• 1.2.4 水中懸浮隧道的動(dòng)力響應(yīng)17
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容17-19
• 第二章 彈性土中圓形隧道對移動(dòng)荷載的動(dòng)力響應(yīng)19-40
• 2.1 引言19
• 2.2 彈性土中無襯砌和襯砌隧道的簡化模型19-20
• 2.3 彈性土體和襯砌的控制方程20-21
• 2.4 彈性土體和襯砌的控制方程在柱坐標(biāo)系下的通解21-24
• 2.4.1 彈性土體控制方程在柱坐標(biāo)系下的通解21-23
• 2.4.2 襯砌的控制方程在柱坐標(biāo)系下的通解23-24
• 2.5 單個(gè)移動(dòng)荷載作用下圓形隧道的邊值問題24-28
• 2.5.1 無襯砌隧道的邊值問題24-26
• 2.5.2 襯砌隧道的邊值問題26-28
• 2.6 系列移動(dòng)荷載作用下圓形隧道的解及共振和消振條件28-29
• 2.7 算例及分析29-37
• 2.7.1 對比驗(yàn)證29-32
• 2.7.2 單個(gè)移動(dòng)荷載作用下無襯砌隧道的動(dòng)力響應(yīng)32-34
• 2.7.3 系列移動(dòng)荷載作用下無襯砌隧道的動(dòng)力響應(yīng)34-35
• 2.7.4 單個(gè)移動(dòng)荷載作用下襯砌隧道的動(dòng)力響應(yīng)35-37
• 2.8 小結(jié)37-38
• 附錄A38-40
• 第三章 飽和土中圓形隧道對移動(dòng)荷載的動(dòng)力響應(yīng)40-68
• 3.1 引言40
• 3.2 飽和土中無襯砌和襯砌隧道的簡化模型40-41
• 3.3 飽和土的控制方程及求解41-47
• 3.3.1 飽和土動(dòng)力學(xué)模型—Biot理論41-45
• 3.3.2 飽和土控制方程在柱坐標(biāo)系下的通解45-47
• 3.4 襯砌的控制方程及求解47-49
• 3.4.1 襯砌的控制方程47-48
• 3.4.2 襯砌的控制方程在柱坐標(biāo)系下的通解48-49
• 3.5 單個(gè)移動(dòng)荷載作用下圓形隧道的邊值問題49-53
• 3.5.1 無襯砌隧道的邊值問題49-51
• 3.5.2 襯砌隧道的邊值問題51-53
• 3.6 系列移動(dòng)荷載作用下圓形隧道的解及共振和消振條件53-54
• 3.7 算例及分析54-67
• 3.7.1 對比驗(yàn)證54-57
• 3.7.2 飽和土和彈性土解的比較57-58
• 3.7.3 單個(gè)移動(dòng)荷載作用下無襯砌隧道的動(dòng)力響應(yīng)58-62
• 3.7.4 系列移動(dòng)荷載作用下無襯砌隧道的動(dòng)力響應(yīng)62-64
• 3.7.5 單個(gè)移動(dòng)荷載作用下襯砌隧道的動(dòng)力響應(yīng)64-67
• 3.8 小結(jié)67-68
• 第四章 水中懸浮隧道對移動(dòng)荷載的動(dòng)力響應(yīng)68-84
• 4.1 引言68
• 4.2 力學(xué)模型和相關(guān)的控制方程68-70
• 4.3 隧道和水體控制方程在柱坐標(biāo)系下的通解70-72
• 4.4 單個(gè)移動(dòng)荷載作用下水中懸浮隧道的解72-74
• 4.5 算例及分析74-82
• 4.5.1 對比驗(yàn)證74-75
• 4.5.2 土體與水體中隧道的解的比較75-77
• 4.5.3 移動(dòng)荷載作用下隧道和水體的動(dòng)力響應(yīng)77-82
• 4.6 小結(jié)82-84
• 第五章 結(jié)論與展望84-86
• 5.1 本文的總結(jié)84-85
• 5.2 本文的展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-91
• 致謝91-92
• 碩士期間(待)發(fā)表論文92

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