本文關(guān)鍵詞：移動荷載作用下圓形隧道的動力響應(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。隧道中列車運營引起的振動及其對周圍環(huán)境的影響已經(jīng)成為世界性的研究熱點,相關(guān)的研究成果可以為隧道線路設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和消振減振設(shè)計提供理論和技術(shù)支持。本文以彈性動力學(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荷載作用下的若干解,并根據(jù)這些解對上述隧道在移動荷載作用下的動力響應(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力學(xué)方程進(jìn)行描述,并以解析方法研究了移動荷載作用下彈性土中無襯砌和襯砌隧道的動力響應(yīng)。對隧道和土體分別引入一個標(biāo)量勢函數(shù)和一個矢量勢函數(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,求得單個移動荷載作用下無襯砌和襯砌隧道的解析解,疊加單個荷載的解可得系列等距移動荷載作用下的解,基于系列等距移動荷載的解,可確定系列移動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理論和彈性動力學(xué)方程來描述,以解析方法研究了移動荷載作用下飽和土中無襯砌和襯砌隧道的動力響應(yīng)。對襯砌采用與上述類似的方法進(jìn)行處理,對飽和土體,引入兩個標(biāo)量勢函數(shù)和一個矢量勢函數(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,得出了隧道在單個移動荷載作用下頻率-波數(shù)域內(nèi)的解。和單相土類似,根據(jù)單個荷載的解,可得系列等距移動荷載作用下隧道的響應(yīng),進(jìn)而確立系列移動荷載作用下的共振和消振條件。最后通過Fourier逆變換,即得隧道在移動荷載作用下時間-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荷載的動力響應(yīng),并比較了彈性土和飽和土中的隧道動力響應(yīng)的差別,研究了隧道的臨界速度及系列移動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荷載作用下的動力響應(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,確定了單個移動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 移動荷載 解析解 動力響應(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】：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 彈性土中隧道的動力響應(yīng)14-15
• 1.2.2 飽和土中隧道的動力響應(yīng)15-16
• 1.2.3 交叉隧道的動力響應(yīng)16-17
• 1.2.4 水中懸浮隧道的動力響應(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荷載的動力響應(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 單個移動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 對比驗證29-32
• 2.7.2 單個移動荷載作用下無襯砌隧道的動力響應(yīng)32-34
• 2.7.3 系列移動荷載作用下無襯砌隧道的動力響應(yīng)34-35
• 2.7.4 單個移動荷載作用下襯砌隧道的動力響應(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荷載的動力響應(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 單個移動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 對比驗證54-57
• 3.7.2 飽和土和彈性土解的比較57-58
• 3.7.3 單個移動荷載作用下無襯砌隧道的動力響應(yīng)58-62
• 3.7.4 系列移動荷載作用下無襯砌隧道的動力響應(yīng)62-64
• 3.7.5 單個移動荷載作用下襯砌隧道的動力響應(yīng)64-67
• 3.8 小結(jié)67-68
• 第四章 水中懸浮隧道對移動荷載的動力響應(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 單個移動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 移動荷載作用下隧道和水體的動力響應(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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