本文關(guān)鍵詞：基于圍巖棘輪特性的重載鐵道隧道基底脫空分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷加快,貨運(yùn)物流運(yùn)量將成為一個關(guān)系經(jīng)濟(jì)命脈的問題；同時,經(jīng)濟(jì)的發(fā)展刺激了對能源的需求,煤電占我國電力能源結(jié)構(gòu)相當(dāng)大的比重,這就使得電煤的運(yùn)送量不斷增加。物資能源需求的不斷增長,使得重載鐵路大運(yùn)量優(yōu)勢得以凸顯。然而由于設(shè)計規(guī)范的落后,對重載鐵路隧道設(shè)計還依賴于工程類比的方法,對于隧道基底脫空病害的出現(xiàn)原因還無法給出解釋。本文依托四川省科技支撐計劃資助項目,綜合運(yùn)用理論分析和數(shù)值模擬的方法,引入材料的棘輪效應(yīng)這一客觀現(xiàn)象,利用其理論成果,對隧道基底圍巖脫空現(xiàn)象的出現(xiàn)進(jìn)行了模擬研究。主要的研究內(nèi)容和成果如下：(1)對比分析了常見的土壤本構(gòu)模型,以合理且實用為原則選取了巖土材料的本構(gòu)模型。(2)對比了現(xiàn)有的材料棘輪行為理論,以D-P準(zhǔn)則、Ohno-Abdel-Karim隨動硬化準(zhǔn)則及非關(guān)聯(lián)流動法則為框架,建立了描述巖土材料的棘輪效應(yīng)本構(gòu)。(3)基于ANSYS,以Fortran為編譯語言,利用UPFs開發(fā)了包含巖土棘輪行為的用戶材料子程序usermat。為在程序中實現(xiàn)材料的本構(gòu)模型,推導(dǎo)了合適的應(yīng)力更新流程和一致性矩陣。經(jīng)檢驗,該程序能夠合理地描述巖土材料的應(yīng)力-應(yīng)變行為,并表現(xiàn)出合理的棘輪現(xiàn)象。(4)利用usermat,研究了重載列車荷載作用時的某單線隧道基底脫空現(xiàn)象,得出隧道基底脫空的現(xiàn)象,并總結(jié)了其發(fā)展規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：重載鐵路隧道 本構(gòu)模型 棘輪效應(yīng) 二次開發(fā) 基底脫空
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U457.2
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 問題的提出10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 鐵路隧道基底病害研究12-13
• 1.2.2 土壤的循環(huán)加載研究13-14
• 1.2.3 金屬的棘輪效應(yīng)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 第二章 棘輪行為的原理和巖土中的應(yīng)用16-28
• 2.1 問題的提出16
• 2.2 材料的棘輪行為力學(xué)原理16-25
• 2.2.1 經(jīng)典塑性本構(gòu)理論的主控方程16-20
• 2.2.2 材料的棘輪行為原理20-23
• 2.2.3 巖土常用的屈服模型23-25
• 2.3 本構(gòu)方程的構(gòu)建25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-28
• 第三章 ANSYS中巖土棘輪效應(yīng)的有限元實現(xiàn)28-40
• 3.1 問題的提出28
• 3.2 ANSYS中的二次開發(fā)環(huán)境28-31
• 3.2.1 ANSYS開發(fā)平臺簡介28
• 3.2.2 工作平臺28-30
• 3.2.3 環(huán)境變量設(shè)置30
• 3.2.4 接口參數(shù)30-31
• 3.3 巖土材料循環(huán)塑性本構(gòu)有限元實現(xiàn)31-39
• 3.3.1 應(yīng)力更新32-38
• 3.3.2 一致性切線剛度矩陣38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 重載鐵路隧道基底脫空數(shù)值模擬40-57
• 4.1 問題的提出40
• 4.2 本構(gòu)物理參數(shù)40-45
• 4.2.1 壓縮試驗40-42
• 4.2.2 計算參數(shù)的確定42-44
• 4.2.3 本構(gòu)功能驗證及算例44-45
• 4.3 荷載譜45-48
• 4.3.1 列車荷載模式的確立45-48
• 4.3.2 列車荷載的確定48
• 4.4 重載鐵路隧道基底脫空現(xiàn)象模擬48-56
• 4.4.1 計算模型48-50
• 4.4.2 接觸單元的設(shè)置50-51
• 4.4.3 重載鐵路循環(huán)荷載作用下圍巖的應(yīng)力分析51-55
• 4.4.4 重載列車循環(huán)荷載作用下圍巖的脫空分析55-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論及展望57-58
• 致謝58-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 附錄-符號說明63-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果64

【相似文獻(xiàn)】

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