當(dāng)前城市軌道交通發(fā)展迅速,地鐵作為其中的重要組成部分,其優(yōu)越性體現(xiàn)在時(shí)間、空間、經(jīng)濟(jì)等諸多方面。大力開發(fā)地下空間的同時(shí),新建地下設(shè)施不得不穿越鄰近既有隧道,造成多個(gè)隧道空間位置交疊。一方面導(dǎo)致施工難度極大,另一方面運(yùn)營期間列車動(dòng)荷載也會(huì)對(duì)臨近隧道結(jié)構(gòu)、地基土和地面設(shè)施產(chǎn)生不利影響。當(dāng)前,國內(nèi)外對(duì)于振動(dòng)荷載作用下隧道自身結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)、對(duì)近距離交疊隧道影響的研究甚少,本文采用理論分析、現(xiàn)場(chǎng)及室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬的方法對(duì)振動(dòng)荷載作用下近距離交疊隧道結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行了深入研究,同時(shí)分析了地鐵、汽車循環(huán)動(dòng)載下隧道結(jié)構(gòu)的長期沉降,主要工作如下:(1)對(duì)國內(nèi)外地鐵、汽車動(dòng)荷載對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng),循環(huán)荷載作用下隧道結(jié)構(gòu)的長期沉降問題進(jìn)行了回顧與總結(jié),對(duì)已有研究中存在的主要問題進(jìn)行了歸納分析。(2)總結(jié)了蘇州地基土主要工程動(dòng)力特性,通過現(xiàn)場(chǎng)波速測(cè)試、共振柱試驗(yàn)和室內(nèi)動(dòng)三軸試驗(yàn),獲得了工程場(chǎng)地的剪切波速、動(dòng)剪切模量和阻尼比等土體動(dòng)力學(xué)參數(shù)。(3)采用理論分析和數(shù)值模擬方法,研究了近距離交疊隧道在動(dòng)荷載作用下隧道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)。研究表明:(1)對(duì)于有動(dòng)載直接作用的隧道,加速度響應(yīng)幅值是拱底>拱腰&... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

測(cè)點(diǎn)布置及軌底加速度時(shí)程圖

（2）數(shù)值模擬數(shù)值模擬一般是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的最大程度簡(jiǎn)化，且因現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的開展難度高和不及時(shí)性，進(jìn)行模擬時(shí)相關(guān)的動(dòng)力參數(shù)通常是按照工程經(jīng)驗(yàn)取值。然而數(shù)值模擬的最大優(yōu)越性在于可以通過優(yōu)化模型參數(shù)，模擬不同類型工況條件，為后續(xù)的工程提供經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)。因此要提高數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性，需發(fā)展系統(tǒng)的數(shù)值模型和建立建全以實(shí)驗(yàn)為理論指導(dǎo)的動(dòng)力本構(gòu)模型。國外，T.M.Dawna 和 C.G.Stanworth 通過數(shù)值模擬研究了列車通過引起隧道圍巖振動(dòng)響應(yīng)、振動(dòng)對(duì)管片厚度的敏感性[13]。T. Vrouwenvelder 等通過建立二維有限元模型，分析研究了層狀地基在列車荷載作用下的動(dòng)力規(guī)律[14]。T.Vrouwenverlder 建立二維動(dòng)力作用模型，研究了列車振動(dòng)荷載下軌道、道床、側(cè)墻和地面的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律[15]。Chu建立二維有限元?jiǎng)恿δＰ脱芯苛肆熊嚒r砌—土層的相互動(dòng)力作用關(guān)系[16-17]。Gardie等建立三維動(dòng)力模型研究了列車行進(jìn)中的振動(dòng)傳播規(guī)律[18]。國內(nèi)，白冰、賈穎絢、徐海清、于艷麗等建立二維、三維的彈性、彈塑性模型，分別研究了地鐵交疊、平行時(shí)單列或雙列車通過時(shí)引起的環(huán)境效應(yīng)和對(duì)鄰近建筑物的動(dòng)力響應(yīng)[19-23]。

NpTsccGR 23~(1各參數(shù)取值同式 1.6，其中sc —橫波波速，pc—縱波波速。通過式(1.6) ~ (1.9)即定了等效粘彈性人工邊界的所有物理參數(shù)。（3）模型試驗(yàn)國內(nèi)外目前關(guān)于隧道列車振動(dòng)的模型試驗(yàn)研究還較少。吳江敏通過室內(nèi)模型試驗(yàn)觀測(cè)研究振動(dòng)荷載作用下，隧道襯砌拱底的動(dòng)力響應(yīng)析，得到了拱底充填程度和拱底強(qiáng)度的數(shù)學(xué)關(guān)系[37]。施成華等在既有隧道鋪底結(jié)構(gòu)的礎(chǔ)上，進(jìn)行了低速列車通過時(shí)隧道鋪底結(jié)構(gòu)的動(dòng)力模型實(shí)驗(yàn)，據(jù)此提出了合理有效的振型鋪底結(jié)構(gòu)類型[38]。黃娟進(jìn)行了多個(gè)加載頻率，隧道拱底列車振動(dòng)的模型試驗(yàn)，研表明仰拱底部受拉為主，環(huán)向拉應(yīng)力大，縱向拉應(yīng)力��；隨著振動(dòng)頻率加大，襯砌動(dòng)應(yīng)、軌面累積沉降也逐漸增大[39]。高峰進(jìn)行了雙層隧道的靜、動(dòng)模型實(shí)驗(yàn)（圖 1-3）研究表明：隧道結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)變化主要由靜力荷載引起，但在某些襯砌位置處動(dòng)荷影響較大。列車上下交會(huì)時(shí)，應(yīng)力集中現(xiàn)象會(huì)出現(xiàn)在襯砌個(gè)別位置，速度、加速度等理量隨著振源距離增大而衰減明顯[40]。

【參考文獻(xiàn)】：
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[4]巖溶公路隧道施工及運(yùn)營安全性研究[D]. 馬勤國.蘭州交通大學(xué) 2014
[5]多源載荷作用下隧道襯砌結(jié)構(gòu)安全性分析與控制研究[D]. 顏勇.中南大學(xué) 2013
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