列车动载下衬砌厚度对隧道结构动力响应的影响研究

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高速铁路隧道列车振动响应影响因素分析

ｃｅｓｆｔｉｋｅｓｏａｅｓｕｔｒｎｉｒａｅｏｃｎｓｆｂｓｔｃｕｅａｄｒｅ— ｓａａｉｆｉｖｒａｃａｅｕｅｖｂａｉｎａｄｉｒｖｈｈｒｓｐｎｒｔｏｎｅｒｈｃｎｒｄｃｉｒｔｎｍｐｏｅｔｅｏｔｏ
丁祖德彭立敏，，雷明锋施成华。（．１中南大学土木工程学院，南长沙４０７；．湖１０５２高速铁路建造技术国家工程实验室，南长沙４０７）湖１０５
摘要：运用有限差分法，建立了隧道一围岩相互作用的动力计算模型，分析围岩务件、列车运行速度、隧道底部结构设计
中图分类号：４１３Ｕ５．文献标志码：Ａ文章编号：６２— ０９２１）４— ０１０１７７２（０１０００ — ６
Ａｎｌｓｓｏｎｌｅｃａｔｒｎｄｎｍｉｒｓｏｓｆｈｇ — ｐｅａｌｙａｙｉｆｉｆｎｅｆｃｏｓｏｙａｃｅｐｎｅｏｉｈ—ｓｅｄｒｉｕｗａ
第８卷
ＯＵＲＮＡＬＯＦＲＬＡＹＡＩＷＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖｏ．ＮＯ４１８．Ａｕ２ｇ０１１
２１０１年８月
高速铁路隧道列车振动响应影响因素分析
ｔａｎｖｂａｉｎｗａｎｌｚｄ，ｓｃｓｓｒｏｎｎｏｋｃｎｄｔｏｓｒｉｅｏｉｙ，ｔｅｄｓｇａａｔｒｆｔｎｎｌｒｉｉｒｔｏｓａａｙｅｕｈａｕｕｄｉｇｒｃｏｉｎ，ｔａｎｖｌｃｔｉｈｅｉｎｐｒｍｅｅｓｏｕｅｂｓｔｕｔｅ，ｔｅｓｔｔｏｆｆｕｄａｉｎｂｓｎＯｏａｅｓｒｃｕｒｈｉｉｎｏｎｔｏａｅａｄＳｎ．Ｔｈｅｕｔｈｗｈａｈｔｕｔｒｙｍｉｅｐｎｅｕａｏｅｒｓｌｓｓｏｔｔｔｅｓｒｃｕｅｄｎａｃｒｓｏｓｓｉｒａｅｗｉｈｔｅｉｒｖｍｅｔｏｈｅｅｆｓｒｏｎｎｏｋ：ｔｅｉｃｅｓｆｔａｎｖｌｃｔｎｄｔｉｋｅｓｏｎｅｅｓｔｈｍｐｏｅｎｆｔｅｌｖｌｏｕｒｕｄｉｇｒｃｈｎｒａｅｏｒｉｅｏｉｙａｈｃｎｓｆ

高速列车振动荷载下立体交叉隧道结构动力响应分析

（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７５，Ｃｈｉｎａ；２．ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｉｇｈＳｐｅｅｄＲａｉｌｗａｙＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７５，Ｃｈｉｎａ）
ｔｒａｉｎｖｉｂｒａｔｏｒｙｌｏａｄ
ＬＩＵＱｉａｎｇ。ＳＨＩＣｈｅｎｇ－ｈｕａ，ＰＥＮＧＬｉ — ａｉｒｎ，ＹＡＮＧＷｅｉ — ｃｈａｏ，ＫＡＮＧＬｉ — ｐｅｎｇ
高速列车振动荷载下立体交叉隧道结构动力响应分析
刘强，施成华，彭立敏，杨伟超，康立鹏
土木工程学院，湖南长沙（１．中南大学４１００７５；２．高速铁路建造技术国家工程实验室，湖南长沙４１００７５）
摘
要：文章运用有限元方法建立了高速铁路立体交叉隧道数值计算模型，分析了高速列车振动荷载下交叉
隧道结构的动力响应特性，探讨了围岩级别、行车速度、列车通车方式、隧道交叉角度以及岩柱高度等参数对下穿隧道衬砌结构动力响应变化规律的影响研究结果表明：围岩级别、行车速度及列车通车方式对下穿隧道动应力响应影响较大；下穿隧道衬砌结构的竖向位移、竖向加速度、第一主应力及第三主应力随着围岩级别提高、行车速度增加、行车方式改变而增大，随着岩柱高度增加而减小；随着交叉角度增加，衬砌结构变形、加速度及第三主应力峰值有所减小，但第一主应力峰值增加，这对于抗压强度大于抗拉强度的混凝土结构是不

列车作用下东巨寺沟铁路隧道围岩动力反应分析华渊

· · · m2· y = 0 2 + c2 （ y 2 － y 1 ） + k 2 （ y 2 － y 1 ）
非常有效，而对于岩土工程和地下工程结构物，一般呈现非线性的受力形态，很少采用振型叠加法。采用直接积分法，运动方程（ 4 ）不需做任何变换，逐时［2 ］间步进行积分，可采用 Newmark 积分法进行计算。 2 粘弹性边界条件
华
渊，等：列车作用下东巨寺沟铁路隧道围岩动力反应分析
· 49·
列车作用下东巨寺沟铁路隧道围岩动力反应分析
华
1 1 2 渊，周太全，吕宝华
（ 1．江南大学环境与土木工程学院，江苏无锡 214122 ； 2．中铁 19 局集团第 5 工程有限公司，辽宁大连， 116000 ）
要：东巨寺沟铁路隧道选取试验段中实施湿喷工艺喷射聚丙烯纤维混凝土，作为支护结构，并作永久性支护结构，免除二次衬砌；为研究该隧道在列车作用下的动力响应，从土－结构相互作用模型出发，采用粘－弹性人工边界条件，建立隧道支护结构－围岩相互作用的动力分析模型，采用时程积分法研究了列车荷载对铁路隧道围岩和支护结构的动力作用，分析了列车荷载作用下由于轨道不平顺引起的动力响应，并对该隧道围岩的稳定性进行了分析。分析结果表明：在列车动力作用下，隧道围岩和支护结构变形微小，处于稳定状态。关键词：铁路隧道；动力反应；有限元；人工边界条件；时程积分；围岩稳定性
（ 2）（ 3）
采用有限元法分析土－结构动力相互作用时，需从半无限的地球介质中切取感兴趣的有限计算区。在切取的边界上需建立人工边界以模拟连续介质的辐射阻尼，保证由结构产生的散射波从有限计算区域内部穿过人工边界而不发生反射。现在较成熟的人工边界有：粘性边界、一致边界、叠加边界、透射边界、动力映射无限元等。在这些边界中，粘性边界、透射边界属时域局部人工边界。粘性边界虽仅有一阶精度，但概念清楚，易于编程实现，应用比较广泛；它的缺点是仅考虑了散射波能量的吸收，不能模拟半无限地基的弹性恢复能力。粘弹性人工边界可同时模拟散射 8，9］波辐射和地基弹性恢复性能的人工边界。文献［推导了粘弹性人工边界条件和参数设置。本文采用粘弹性人工边界，即在截断围岩边界上同时施加粘性阻尼器和线性弹簧，边界上粘弹性元件参数

隧道及地下工程的基本问题及其研究进展

隧道及地下工程的基本问题及其研究进展发布时间：2021-09-14T08:00:12.786Z 来源：《工程建设标准化》2021年12期作者：彭梓涧[导读] 自改革开放以来，我国隧道及地下工程的发展和进步取得了史无前例的伟大成就，无论是特路交通、公路交通、地铁交通、水工传送工程、市政运输等各个领域的交通运输都在高度发达的隧道以及地下工程技术下等到完备建设。

彭梓涧成都华川公路建设集团有限公司，四川成都 610073摘要：自改革开放以来，我国隧道及地下工程的发展和进步取得了史无前例的伟大成就，无论是特路交通、公路交通、地铁交通、水工传送工程、市政运输等各个领域的交通运输都在高度发达的隧道以及地下工程技术下等到完备建设。

为实现我国隧道及地下工程建筑的不断创新与发展，国家也出台了一系列支持响应政策，为隧道及地下工程技术的创新研发提供制度和经济方面的保障。

本文将围绕隧道以及地下工程的发展展开论述，首先明确了隧道以及地下工程的先关概念，然后剖析近几年我国在隧道及地下工程方面的发展现状，进而探究出当前隧道及地下工程相关工作开展过程中的基本问题及研究情况，以及对于我国隧道及地下工程的未来发展进行展望探析。

关键词：隧道；地下工程；问题探究当前我国的隧道以及地下工程的建设已经达到了黄金时期，自改可开放以来的技术发展以及经验积累帮助我国的隧道以及地下工程任务的开展不断先前奋进，有关公路、铁道、地下铁、地能源洞室等前赴后继的发展为人们的生活提供了很大的便利，为民族复兴伟大中国梦的建设添砖加瓦，帮助中国在道路建设行业跻身世界之林。

伴随着城市化建设工程的不断推进，交通便利的城市区域越来越像边缘延展，这少不了对于隧道以及地下工程的建设推进，隧道开设以及地下工程项目的推进带动了农村乡镇的经济发展，从本质上提升了村镇人民的生活水准，改善了群众的生活条件。

我国相关部门仍然宝成严谨的态度不断将隧道以及地下工程项目进行推广，在未来确保中国人民生活新福美满，国家建设富强昌盛。

浅谈地铁振动影响和解决对策

浅谈地铁振动影响和解决对策地铁在运行时由于轮轨相互作用产生振动，进而通过轨道基础和隧道衬砌传播至土体，从而对沿线地面建筑产生影响。

这个过程可以分为以下 3 个阶段：①地铁振动产生过程，即列车车轮在运行过程中对轨道的冲击产生激励。

②地铁振动传播阶段，即列车车轮振动通过轨道基础和衬砌结构向周围土介质和地面建筑传播。

③地铁振动作用阶段，即列车车轮振动作用在沿线的地面建筑上，从而诱发建筑结构及其室内物品的二次振动和噪声，进而对建筑物结构本身和建筑物内的人群、精密生产和敏感仪器产生影响。

其中在振动产生过程中主要由 5 种原因构成：列车运行时，自身对轨道的重力加载产生的冲击，造成车轮与轨道结构的振动；众多车轮与钢轨同时发生作用产生的作用力，造成车辆与轨道结构的振动；车轮经过钢轨接缝处时，轮轨相互作用产生的车轮与钢轨结构的振动；轨道的不平顺和车轮的粗糙损伤等随机性激励产生的振动；车轮的偏心等周期性激励导致的振动。

一地铁振动对周围建筑的影响振动对建筑物的影响，轻微的会出现墙皮剥落、墙壁龟裂、地板裂缝，严重则导致基础变形或下沉。

地铁引起的振动一般都低于结构的破坏振级，不会造成像地震那样的直接破坏，但它能引起结构的局部颤振，如门窗及室内物件的振动，甚至在附近一些建筑物内引起二次结构噪声，使人明显感觉不适，造成失眠、烦躁等症状，严重干扰人们的日常生活。

二地铁振动的控制解决办法根据地铁振动的产生、传播和相关因素的分析，可以从以下三方面来考虑地铁振动的控制：（1）振源减振控制最直接的方法是从振动的源头减震，根据地铁振动产生的机理和影响因素的分析，可以采取以下措施：①列车轻型化。

②采用重型钢轨和无缝线路。

③列车轮平滑化。

采用弹性车轮、低阻尼车轮等车轮平滑措施，钢轨间的摩擦，可有效降低车辆振动强度。

④采用适当的弹性扣件或轨道减振器。

⑤适当控制地铁列车运行速度。

⑥采用具有噪声低、振动小、造价低、污染小、能耗低、安全性能好等诸多优点的直流电机，这也是21 世纪轨道交通的发展方向。

考虑成层土体的地铁隧道地震动力响应分析

ｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｓｅｉｓｍｉｃ．Ｂａｓｅｄｏｎｐｒａｃｔｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒｏｊｅｃｔｓ，ｂｕｉｌｄｉｎｇｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌａｎｄｉｎｐｕｔｔｉｎｇ
ｐｒｏｂｌｅｍｏｆｓｏｉｌ — ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｎｄｍａｉｎｌｙｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｄｙｎａｉｃｍｒｅｓｐｏｎｓｅｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃｓｏｆｔｈｅｔｕｎｎｅｌｕｎｄｅｒ
考虑成层土体的地铁隧道地震动力响应分析
张繁，苗雨，李威
（华中科技大学ａ．土木工程与力学学院；ｂ．控制结构湖北省重点实验室，湖北武汉４３００７４）
摘
要：考虑了土体的粘弹性，采用非均质土一结的计算模型，结合动力学理论，分析了结构的本构模型、人工边
ｉｎｃｉｄｅｎｔｐｌａｎｅ．Ｔｈｅｎｕｍｅｉｃｒｌａｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ：ｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｔｈｅｓｔｕｃｒｔｕｒｅｕｎｄｅｒｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｓｅｉｓｍｉｃ
ｐｒａｃｔｉｃａｌｍａｔｅｒｉａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅＡＮＳＹＳ，ａｄｄｉｎｇｖｉｓｃｏ－ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙａｒｔｉｉｃｆｉａｌｂｏｕｎｄａｒｙ，ａｎｄｒｅｆｅｒｒｉｎｇ

间隔土层厚度对新建隧道垂直下穿既有地铁线影响的研究

为刚度矩阵，为质量相关阻尼系数，为刚度相关阻
尼系数。地层由上至下分布及计算力学参数见表２。为了消除散射波在人工边界上的反射，好地模较拟远场地球介质的弹性恢复性能，析时采用Ｌｓｅ分ｙｍｒ和Ｋｈｅｅｅ提出的静态阻尼器人工边界条件，尼ｕｌｙｒｍ阻
重
辎
耀
图１列车振动荷载波形图
分析中采用Ｍｈ。ｏｌｍｏｒＣｕｂ屈服准则和材料的弹塑ｏ
性本构关系。采用Ｒｙｉａｌｇ尼，表达式为ｅｈ阻其
［Ｃ］：［］＋［ＭＫ］（）４
（）中［为阻尼矩阵，Ｍ］质量矩阵，］４式ｃ］［为［
中图分类号：４６３文献标识码：Ｕ５．ＢＦ（）＝Ｐｔ０＋Ｐｎｏｔ＋ＰｎｏｔＰｎ３ｌｉｃｓｌ２ｉｃ＋３ｉｗｔｓ２ｓ（）１
１工程背景
为使得城市地下轨道交通网络贯通，新建地铁线路必然在某些区域与既有地铁线路相交，此类工程而
＝
１Ｔ，。１＝３．ｍｍ，Ｌ２＝２Ｔ，。２＝０．ｍｍ，Ｌ３＝０１Ｉ５１Ｉ４
收稿日期：０７１－０修回日期：０８０．０２０．１１；２０．２２
０５０．ｍ，＝００ｍ。由以上参数得到车速为＝６．８ｍＯ

列车振动荷载作用下交叠隧道衬砌结构响应特性分析

第３７卷，１期第２０１２年２月
公路工程
ＨｉｈｙＥｎｉｅｒｎｇｗａｇｎｅｉｇ
Ｖｏ．７，Ｎｏ１１３．
Ｆｅ．，ｂ２０１２
列车振动荷载作用下交叠隧道衬砌结构响应特性分析
ｓｆｔ．ｓｄｓｈｔｔｃｓｉｐｅｓｅｉｈｅｋｙｌａｏｈｕｎｌｓｒｃｕｒｅｉｎ．ａｅｙＢｅｉｅ，ｔｅｓａｉｏｌｒｓｕｒｓｔｅｏｄｆｒｔｅｔｎｅｔｕｔｅｄｓｇ
［ｙｗｏｄ］ｏｅｌｎｅ；ｖｒｔｎｌｄ；ｕｅｉｌｉｕａｉ；ｙａｃｒｓｏｓＫｅｒｓｖｒｐｔｎｌｉａｉｏｓｎｍｒａｓｌｔｎｄｎｍｉｅｐｎｅａｕｂｏａｃｍｏ随着我国高速铁路干线的不断完善，与高速铁
路相关的技术问题已逐步展开研究，隧道工程是高速铁路工程中不可避免的重要建设项目。在特定地段，后建隧道不得不穿越临近先建的隧道及其它地下结构设施，相互作用问题受到人们的关注。国其内外学者关于近距离隧道施工的相互作用已进行了很多研究，是对于列车振动荷载对既有隧道结构但的变形及受力影响研究还不是很多。因此，究运研营期间列车振动荷载对近距离交叠隧道结构的影响，对工程实践有着重要的指导意义。
ＬＩＪｅ，ＬＩＨｕｎ，ＨＵＯｉｉａＦｅ

列车荷载作用下立体交叉隧道的响应分析

振动荷载作用下衬砌结构的薄弱部位及相应的位移和应力。
关键词：交叉隧道；动力响应；衬砌结构；列车振动荷载中图分类号：Ｕ５．ｌ４６３
１工程概况
文献标志码：Ｂ
文章编号：１０８２（００００１００３— ８５２１）４— ２２— ３
ｓｒｏｎｉｇｅｖｒｎｎ．Ｔｉａｅｎｌｚｓｔｅｅｉｔｇａｄｐｓｉｌｃｕｅｉａｔｒｆｔｉｉｄｏｌｐｕｒｕｄｎｎｉｏｍｅｔｈｓｐｐｒａａｙｅｈｘｓｉｎｏｓｂｙｏｃｒｄｄｓｓｅｓｏｓｋｎｆｓｏｅｎｈａｄｐｔｏｗａｄｔｅｔｎａｕｅ，ｅｐｃａｌｏｕｉｇｏａｅ．ｎｕｓｆｒｒｒａｍｅｔｍｅｓｒｓｓｅｉｌｆｃｓｎｎｗｔｒｙ
＿ ”ｌ¨ ‘Ｉ＿一 … －ＰｌＩ “ｈ－。。Ｉ＊ …ｈ。［ｌ ’１ ¨ 。ｉ一‘Ｉ｜ “ ¨ ｂｌ。Ｉ＿ ’Ｉ＿ｈｒｌｌ＊ｌｈ ¨ ＂Ｉ
收稿日期：２００００９— ６— ３
作者简介：汪伟松（９２一）１８，男，湖北崇阳人。硕士研究生，主要从事立体交叉动力响应研究。Ｅｍａ：ａｇｕ８２－ｉｈｎｏ５５ｌ
ＤＵｉｎ —ａＡＮＪａｇｔｏ，ＷＵＸｉｙｎ —ｏｇ，ＤＥＮＧｉＲｕ（ｃｏｌｆｉｌｎｉｅｒｇｏｔｗｓＪｏｏｇＵｉｅｓｙＣｅｇｕ６０３，ｈｎ）Ｓｈｏｏｖｇｅｉ，Ｓｕｈｅｔｉｔｎｎｖｒｔ，ｈｎｄ１０１ＣｉａＣｉＥｎｎａｉ

高速列车运动荷载作用下地基和隧道的动力响应分析

高速列车作为一种高效的交通工具，在国家交通系统中发挥着重要作用。

然而，其在运动过程中产生的振动荷载对地基和隧道的影响是一个值得关注的问题。

考虑到高速列车运行速度极快，产生的振动荷载可能对铁路沿线的基础设施产生重大影响，因此对高速列车运动荷载作用下地基和隧道的动力响应进行研究具有重要的实际意义。

研究背景与意义VS研究现状与发展研究内容与方法水平荷载模型高速列车的水平荷载相对于垂直荷载较小，但仍然不可忽视。

水平荷载模型需要考虑列车的运行速度、转向架类型和轨道不平顺等因素。

垂直荷载模型高速列车运行时，对轨道产生周期性变化的垂直荷载，根据车速、轨道类型和列车类型等参数，可建立相应的垂直荷载模型。

冲击荷载模型高速列车通过道岔、曲线等轨道突变处时，会产生冲击荷载。

冲击荷载模型需要研究列车通过突变处的速度、突变处的类型和轨道条件等因素。

高速列车荷载模型数值模拟方法有限元法01有限差分法02边界元法03ANSYS有限元分析软件介绍ABAQUSCOMSOL Multiphysics地基模型建立与参数设置模型建立参数设置地基动力响应规律研究030201地基破坏机制与控制措施破坏机制根据监测数据和工程经验，研究地基在高速列车运动荷载作用下的破坏机制。

控制措施提出针对性的控制措施，如地基加固、轨道减震等，以减小高速列车运行对地基的影响。

隧道模型建立与参数设置隧道动力响应规律研究荷载与响应关系长期效应与疲劳损伤振动响应分析隧道结构安全与控制措施安全评价标准分析隧道结构的稳定性，防止因振动引起塌方或其他安全事故。

稳定性分析控制措施地基与隧道的相互作用高速列车通过时，地基和隧道之间会产生相互影响，地基的变形和振动会影响隧道的稳定性，同时隧道的刚度和振动也会影响地基的性能。

要点一要点二相互作用机制研究为了更好地理解这种相互作用，需要开展深入的研究，包括理论分析、数值模拟和现场测试等，以揭示地基与隧道之间的力学传递机制和相互作用规律。

衬砌厚度对地下交叉隧道地震响应的影响

晏成明，胡建平杨勇２，
（．１广东水利电力职业技术学院，广东广州５０３；．１６５２山东电力工程咨询院有限公司，山东济南２０１）５０３
摘
要：以某地下立体交叉隧道结构为例，讨了移与应力响应有所减小，速度响应有所增加，影响程度不一。计算结果可为类似结构抗震设计加且提供必要依据。
关键词：土与结构；砌厚度；衬立体交叉隧道；动力响应
中图分类号：４Ｕ５文献标识码：Ａ文章编号：６２１４（０２０— ０７— ０１７— １４２１）３１４４
ｕｅａｎｔｃｍｐｅｅｙｒｆｃｈａｔｑａｅｒｓｏｓｕｅｏｔｃｕａ，ｅｔｂｉｈｄａｗｈｌｈｅｓｄｃｎｏｏｌｔｌｅｅｔｔｅｅｒｈｕｋｅｐｎｅｒｌｆｓｒｔｒｌｓａｌｓｅｏｅｔｒｅ— ｄｍｅｓｏａｎｔｌｕｉｎｉｎｌｆｉｅｉ
２１２６第卷箜３０年翅０１月
水利与建筑工程学报
Ｊ）ｌｎｗａｅｓｕｃｓａｄＡｒｈｔｃｕ【ｍａｆｕｔＲｅｏｒｅｎｃｉｔ工ｒｅ
Ｖ０．０Ｎｏ．１１３
Ｊｎ．，２ｕ２０１
衬砌厚度对地下交叉隧道地震响应的影响
构动力响应的影响。依据土与结构动力相互作用理论，针对切片的二维计算模型对地下隧道结构进行抗震分析不能完整体现结构地震响应规律的不足，应用有限元软件ＡＩＡ建立了土一地下立体交叉隧ＤＮ道群三维整体有限元计算模型，对该地下结构进行了地震时程分析。计算结果表明：衬砌厚度增加，结

隧道二衬背后空洞强度和厚度不足分析及防治措施

2.1.4衬砌端头“两带”（环向背贴式止水带、中埋式止水带）与衬砌混凝土之间的空洞形成原因：
a.环向背贴式止水带与防水板粘接不牢固，混凝土浇筑时止水带受挤压变形形成板缝空洞；b.中埋式止水带固定不牢，混凝土浇筑时受挤压变形跑边、褶皱形成板缝空洞；c.混凝土浇筑时端头堵缝采用土工布，下板二衬混凝土浇筑时未及时清理，形成空洞。
3.5.防水板铺设前做好初支断面复测，避免初支侵线造成二衬厚度不足，采用敲击检测、打孔验证、雷达扫描等手段检测初支是否存在空洞和强度厚度不足现象，提前发现及时治理。
3.6.防水板铺设松紧适度。固定点间距拱部按照50cm要求布置，拱腰按照80cm要求布置。防水板搭接长度、焊缝及固定点焊接，严格按防水板施工作业要求施工到位。
2.3.4二衬混凝土结构尺寸厚度不足形成原因：
a.开挖成型差，局部欠挖未及时处理；b.初支变型，收敛沉降超出预留变型量；c.防水板铺设前未进行断面复测，初支侵线；d.防水板铺设松弛度控制不到位，挂点不牢固造成防水板脱落切割混凝土；e.模板台车定位不准，偏位或固定不牢形成位移造成二衬厚度不足；f.混凝土浇筑过程形成空洞造成厚度不足（主要形成原因见2.1）
2.2.2初支喷射混凝土强度不足形成原因：
a.拌和站原材料进场把关不严，砂石料含泥量超标，水泥粉煤灰化学指标超标，使用不合格外加剂造成强度不足；b.随意加减外加剂、未严格按配合比进行生产混凝土造成强度不足；c.岩面渗水散流，流水渗蚀、冲刷混凝土造成强度不足；d.运输或喷射过程中擅自加水造成强度不足；e.养护不到位造成强度不足。
a.二衬混凝土浇筑时未进行分层逐窗灌注，布料不均，混凝土依靠振捣流动至其他各窗口，流动距完成后受自重下沉引起拱部脱空；下坡施工时，浇注段与上循环之间会形成空气囊（拱部）而造成衬砌背后空洞；b.二衬混凝土冲顶时供应不及时、和易性不好、振捣不到位，造成局部形成空洞，而在拱顶带模注浆时注浆孔堵塞、注浆材料性能差、注浆工序操作不当等情况下，注浆不能完全消除二衬顶部空洞；c.混凝土本身收缩、徐变较大，致使衬砌与防水板间出现空隙，此种原因造成的空隙一般小于2cm。

衬砌减薄对隧道结构承载力影响的模型试验研究

摘
要：为研究隧道中衬砌减薄缺陷对结构力学行为特征的影响，以重庆市在建的笔架山隧道为现场原型，对不
同围岩级别条件下衬砌减薄引发的结构形变、病害、承载力等特征及合理补强方式进行研究，获得如下结论：不同围岩级别条件下，无论衬砌（拱顶）有无减薄，结构产生病害所对应的荷载基本相同，但结构的变形及破坏模式、病害的先后次序将随着拱顶减薄程度的不同而迥异。围岩条件越差，衬砌减薄带来的病害程度越严重。结
第３５卷第２期
２０１３年２月
铁
道
学
报
Ｖｏ１．３５
Ｎｏ．２
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＴＨＥＣＨＩＮＡＲＡＩＬＷＡＹＳＯＣＩＥＴＹ
Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０１３
文章编号：１００１ — ８３６０（２０１３）０２ — ０１０６ — ０９
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔＯｓｔｕｄｙｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｌｉｎｉｎｇｏｎｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｕｎｎｅｌｓｔｒｕｅ —
ｔａｋｅｎａｓａｎｉｎ — ｓｉｔｕｐｒｏｔｏｔｙｐｅ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ，ｄｉｓｅａｓｅｓ，ｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｏｔｈｅｒｆｅａｔｕｒｅｓｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｉｃｋｎｅｓｓｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｌｉｎｉｎｇｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒａｄｅｓｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋａｎｄｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇｍｏｄｅｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｌｅｄ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓｓｈｏｗａｓｂｅｌｏｗ：Ｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒａｄｅｓｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋ，ｎｏｍａｔｔｅｒｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｖａｕｌｔｌｉｎｉｎｇｉｓｄｅｃｒｅａｓｅｄｏｒｎｏｔ，ｔｈｅｌｏａｄｓｗｈｅｒｅｄｉｓｅａｓｅｓｈａｐｐｅｎａｒｅｂａｓｉｃａｌｌｙｔｈｅｓａｍｅ，ｈａｗｅｖｅｒ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ，ｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｓａｎｄｐｒｅｃｅｄｅｎｃｅｏｆｄｉｓｅａｓｅｓｖａｒｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｗｉｔｈｄｉｆ —

高速铁路桥梁的动力响应分析

高速铁路桥梁的动力响应分析一、引言高速铁路系统是现代交通运输中的重要组成部分，其中桥梁作为高铁线路的重要节点，在保障列车行驶安全和稳定的同时，也面临着动力响应等方面的挑战。

本文旨在对高速铁路桥梁的动力响应进行分析，并提出相应的解决方案。

二、桥梁动力响应的影响因素1.列车荷载：高速列车的运行速度较快，带来的荷载对桥梁结构会产生动态作用，应充分考虑列车类型、惯性力和振动等因素。

2.桥梁结构特性：桥梁的自振频率、刚度和阻尼等参数是决定其动力响应的关键因素，在设计和施工中应合理选取和控制。

3.地基条件：地基的承载力和刚度对桥梁的震动传递和响应起着重要的作用，需进行地质勘察和合理设计。

4.环境因素：如风、温度、湿度等环境因素会对桥梁的动力响应产生一定影响，需要在设计中予以考虑。

三、桥梁动力响应的分析方法1.有限元分析：采用有限元方法可以对桥梁进行模态分析，求解其固有频率和振型，进而得到结构的动力响应。

2.振动台试验：通过模拟实际荷载和振动条件，在振动台上对桥梁进行试验，观察和记录其动力响应情况。

3.现场监测：在实际运行中对桥梁进行监测，采集振动数据，并结合实际载荷条件进行动力响应分析。

四、动力响应分析的结果与解决方案1.分析结果：通过上述方法得到的动力响应数据可以用于评估桥梁的安全性和稳定性，判断是否存在动力响应超限的问题。

2.解决方案：对于发现的动力响应超限问题，可采取以下措施进行解决：（1）调整桥梁的结构参数，如刚度和阻尼，以提高其自振频率，减小动力响应。

（2）增加桥梁的荷载传递路径，加强桥梁与地基的连接，提高桥梁的整体刚度和稳定性。

（3）在桥梁关键部位设置减振装置，如阻尼器、减振器等，以吸收和分散动力荷载，减小桥梁的动力响应。

五、结论高速铁路桥梁的动力响应分析是确保铁路运行安全和稳定的重要环节。

通过针对桥梁的影响因素进行分析，并采取相应的解决方案，可有效减小桥梁的动力响应，提高桥梁的安全性和稳定性。

地铁隧道内碎石道床轨道结构减振特性分析

地铁隧道内碎石道床轨道结构减振特性分析彭华，刘麦，蔡小培，汤雪扬（北京交通大学土木建筑工程学院，北京__）散体碎石材料组成的碎石道床是目前使用最广泛的轨道结构之一，主要应用于高速铁路、普速铁路与重载铁路.国外城市轨道交通发展早，较多采用了传统碎石道床，如英国伦敦地铁、法国巴黎地铁、德国柏林地铁，至今仍保留了不少普通碎石道床，目前运营情况良好［1］.我国城市轨道交通发展较晚，几乎所有的地下正线都采用了整体道床结构型式，只有一些地面线路和高架线路以及车辆段采用了碎石道床.随着我国地铁的发展，整体道床目前在某些区段造成了振动、噪声、钢轨车轮异常磨耗等负面影响［2］.相较于整体道床，碎石道床轨道结构弹性较好，建设成本小，适用于基础薄弱地段.且随着碎石道床轨道结构养护维修技术的发展，养路机械作业日渐成熟，养护维修成本也得到降低.近年来越来越多的地铁线路邻近或下穿一些振动敏感区域，如医院、剧场、实验室、古建筑等，这对地铁轨道结构的减振性能提出了更高的要求.针对地铁轨道结构的减振措施，目前主要从钢轨、扣件、道床等方面进行考虑［3-5］.针对城市轨道交通碎石道床，国内外学者已经开展了一定的研究工作.Saussine 等［6］通过实验和离散元模拟分析了有砟道床沉降特性.张慧慧［7］分析了无砟轨道与有砟轨道的特点，提出了城市轨道交通轨道结构的设计原则.Huang 等［8］采用离散元建模方法，研究了污垢对碎石道床强度和稳定性的影响。

刘加华等［9］应用轨道结构强度计算理论及车辆-轨道耦合振动动力学仿真计算模型，分析了不同道床厚度对相关轨道结构部件的影响，得出了碎石道床合理道床厚度的建议值.赵洪等［10］对碎石道床在城市轨道交通地下线路中应用的可行性进行了研究，指出碎石道床在病害防治、经济效益、减振降噪等方面相对于无砟轨道具有一定优势.既有的研究中对于碎石道床在地铁内的减振性能研究较少，鲜有地铁隧道中采用碎石道床进行减振的研究，碎石道床相较于整体道床的减振性能尚不明确.本文以地铁隧道内碎石道床为研究对象，建立车辆-碎石道床-隧道-土体耦合动力学模型，与相同条件下普通整体道床对比，确定碎石道床减振等级；探究改变碎石道床厚度及增设减振垫时的减振性能，为碎石道床在地铁隧道内的应用提供建议.采用有限元软件Abaqus 进行建模分析，模型主要包括车辆模型、轨道结构模型、隧道及土体模型3部分.所建立的模型为地铁盾构隧道，盾构隧道直径为5.8 m，模型整体尺寸为30 m×30 m×96 m.轮轨之间的相互作用符合赫兹接触理论和库伦摩擦理论，轨道随机不平顺采用了北京地铁10 号线实测数据，行车速度取80 km/h.模型采用显式动力学求解器，求解过程中第一个分析步0.4 s，为模型平衡稳定阶段；第二个分析步3.2 s，为模型求解阶段，积分步长为2×10-4s.根据显式中心差分时间积分法则，在增量开始的t时刻满足动态平衡方程，在t时刻计算得到的加速度可用来求解时刻t+△t/2 的速度，并且求解从t到t+△t的位移，进而完成整个求解过程.为提高计算效率，在保证计算结果准确的前提下，模型进行了一定的简化与假设.计算中假定车体、转向架、轮对为刚性结构，忽略其弹性变形；不计一系及二系悬挂系统非线性特性，将其视为弹簧阻尼结构；计算过程中假设衬砌与岩体一直保持紧密接触.1.1 车辆模型车辆模型采用地铁A 型车，车辆模型是由车体、转向架、轮对、一系、二系悬挂组成的多刚体系统.建模时充分考虑了车体和转向架的横向、垂向、侧滚、摇头和点头5 个自由度，轮对的横向、垂向、侧滚及摇头4 个自由度，共31 个自由度.建模中用弹簧-阻尼单元来模拟车辆的一系、二系悬挂，弹簧-阻尼单元能够充分考虑纵向、横向、垂向3 个方向的刚度和阻尼.车体具体结构参数见文献［11-12］，车体模型见图1.图1 车辆模型Fig.1 Vehicle model1.2 轨道结构模型通过建立碎石道床及整体道床轨道结构模型，对两者振动特性进行对比，确定碎石道床的减振性能.碎石道床为由具有一定粒径、级配和强度的硬质碎石堆集而成的道床结构，模型如图2 所示.整体道床由混凝土整体灌注而成，轨枕与道床浇筑为一个整体，中间预留排水沟以便隧道排水.轨道结构模型由钢轨、扣件、道床组成，道床厚度取300 mm，具体结构参数如表1 所示.列车荷载直接作用于轨道结构，模型网格划分较为细密，钢轨、轨枕、道床模型网格最小尺寸分别为15 mm、50 mm、75 mm.图 2 碎石道床轨道结构模型Fig.2 Model of ballast bed structure表1 轨道结构参数Tab.1 Struture parameters of track1.3 隧道及土体模型为更好地模拟实际情况，土体模型尺寸选取为30 m×30 m×96 m，由于土体不是主要研究对象，模型网格最小尺寸为1 m.隧道采用盾构直径为5.8 m 的圆柱形结构，衬砌厚度为0.2 m，模型网格最小尺寸为0.1 m，如图3 所示.模型中，采用实体单元C3D8R 来模拟土体，采用Mohr-Coulomb 模型来假定土体结构，用线弹性模型来模拟衬砌结构.盾构隧道管片与土体之间保持密贴状态，故设置隧道与土体之间为Tie 约束连接.土体底部采用固定约束，四周采用对称约束，土体及隧道结构参数如表2 所示.表2 隧道、土体计算参数Tab.2 Parameters of tunnel and soil mass图3 隧道及土体模型Fig.3 Model of tunnel and soil mass碎石道床在轨枕与隧道结构之间发挥缓冲作用，在地铁隧道中其相较于整体道床的减振量尚不明确.从时域及频域两个角度，分析地铁列车通过碎石道床及整体道床时隧道结构的加速度差异，确定城市轨道交通隧道内碎石道床的减振等级.2.1 时域分析隧道结构加速度是评价隧道内轨道结构减振性能的主要指标之一，对整体道床与碎石道床结构隧道壁底部和隧道壁1.5 m 处振动加速度进行对比分析，得出隧道结构加速度时程曲线如图4 所示.由图4 可知，整体道床的隧道壁底部、隧道壁1.5 m 处振动加速度明显大于碎石道床.隧道壁底部加速度方面，整体道床加速度峰值为3.23 m/s2，碎石道床为2.77 m/s2，减小14.24%；隧道壁1.5 m 处加速度方面，整体道床加速度峰值为1.24 m/s2，碎石道床为0.85 m/s2，减小31.4%.通过碎石道床及整体道床隧道结构加速度的对比，可以得出碎石道床在时域上减振性能良好，可以考虑作为城市轨道交通的减振措施.图 4 碎石道床及整体道床隧道加速度对比Fig.4 Comparison of tunnel acceleration between ballast bed and integral ballast bed2.2 频域分析由于振动信号除了随时间变化之外，还与频率、相位等信息有关，因此还需对振动信号进行频域分析.通过将隧道结构的时域数据进行一定的时频转换，得出两种轨道结构的隧道频域数据，绘制对应的频域曲线，结果如图5 所示.由图5 可知，碎石道床与整体道床两种轨道结构型式，隧道结构在频域上呈现相同的变化趋势.对于隧道壁整体而言，振动主要集中在25～100 Hz，频率在1～80 Hz，隧道结构的振级整体上逐渐增大，当频率为80～100 Hz 时，隧道结构的振级开始减小，整体道床振级大于碎石道床振级.隧道壁1.5 m 处的加速度振级更能体现减振效果，进一步分析隧道壁1.5 m处的插入损失，结果如图6 所示.与整体道床相比，碎石道床隧道壁1.5 m 处最大减振4.29 dB，对应中心频率80 Hz.综合时域及频域分析结果，碎石道床减振性能表现良好，可减小振动在环境中的传递.图5 碎石道床及整体道床隧道壁1/3 倍频程频谱对比Fig.5 Comparison of tunnel wall 1/3 octave spectrum between ballastbed and integral ballast bed图 6 隧道壁 1.5 m 处分频减振Fig.6 Frequency-division vibration reduction at 1.5 m from tunnel wall与整体道床相比，碎石道床能发挥一定的减振性能，但其最大减振量仅为4 dB 左右，不能满足某些振动敏感区域较高的减振需求.因此从改变道床厚度、增设轨枕垫、增设道砟垫3 个角度进行分析，研究碎石道床在结构参数变化及铺设减振垫后的减振性能.3.1 道床厚度分析道床厚度是碎石道床轨道结构的重要设计参数，道床承受来自列车作用于轨枕的荷载，并将其传递至隧道结构。

重载列车作用下隧道结构的动应力分析

１０００８１）
要：以朔黄铁路三家村复合式衬砌隧道为工程背景，采用Ｃｓｘ型敞车编组列车以７０ｋｍ・ｈ速度通过
隧道时基底填充层表面实测加速度时程曲线作为激振荷载，运用ＡＮＳＹＳ软件进行重载列车作用下隧道结构的动应力分析。结果表明：该列车通过隧道时，填充层横向和竖向动应力均呈现先拉后压，最大横向拉、压及竖向压动应力分别约为２Ｏ，７Ｏ和５０ｋＰａ，均出现在靠近边墙的１和４钢轨下，最大竖向拉动应力约为１５ｋＰａ，出现在１＃一４钢轨下方；仰拱上表面竖向主要受压，最大压动应力约为１５ｋＰａ，出现在钢轨正下方位置，横向主要受拉，最大拉动应力约为４０ｋＰａ，出现在道心；拱顶和拱腰内表面竖向和横向的拉、压动应力均较小，在２０ｋＰａ以下；边墙内表面竖向受到较大的拉、压动应力，最大拉、压动应力分别约为５５和２５ｋＰａ，横向拉、压动
第３４卷，第３期２０１３年５月
文章编号：ＩＯＯｉ一４６３２（２ｏ１３）０３ — ００４７ — ０６
中国铁道科学
ＣＨＩＮＡＲＡＩＬＷＡＹＳＣＩＥＮＣＥ
Ｖｏ１．３４ＮＯ．３
１９２．７２，全长９５０ｍ，属双线铁路隧道。隧道采用复合式衬砌，隧道位于剥蚀中心区，进口覆盖为梯田，出口基岩裸露，山坡较陡，隧道最大埋深为８５．８６ｍ。通过地层为新黄土及变质石英砂岩夹千

隧道仰拱底鼓机理及列车振动荷载影响研究

隧道仰拱底鼓机理及列车振动荷载影响研究隧道工程是现代交通基础设施建设中的重要组成部分，而隧道仰拱底鼓机理及列车振动荷载影响研究则是隧道设计和施工中的重要课题。

隧道的设计和施工需要深入了解隧道结构的机理及其受力情况，以及列车通过时对隧道结构的振动荷载影响。

本文将围绕隧道仰拱底鼓机理及列车振动荷载影响展开探讨，以期为相关领域的研究和实践提供一定的理论支持和技术指导。

一、隧道仰拱底鼓机理仰拱底鼓是指隧道顶部为拱形，底部为平拱或拱底形式。

这种隧道结构既能够有效地承受地表荷载，又能够提供良好的通风效果和结构稳定性。

其机理主要包括以下几个方面：1. 地表荷载传递机理：隧道仰拱底鼓结构能够将地表荷载通过拱顶传递到侧墙和地基，实现结构的稳定和均衡受力。

2. 底鼓结构稳定性：由于底鼓结构在承受列车通过荷载时会产生剪切和挤压力，因此需要通过加固措施来提高底鼓结构的稳定性和承载能力。

3. 通风效果：由于隧道顶部为拱形，因此能够有效地提高空气流通效果，保证隧道内空气的清新和通畅，为列车的运行提供必要的条件。

4. 地基承载性能：隧道仰拱底鼓结构能够有效地分散地基承载力，减小对地基的垂向荷载，提高地基的承载性能和稳定性。

二、列车振动荷载影响研究隧道设计和施工中，列车振动荷载是一个重要的考虑因素。

列车的振动荷载会影响隧道结构的稳定性和安全性，因此有必要进行相关研究和分析。

1. 列车振动影响：列车通过隧道时，会产生振动荷载，包括垂直振动、侧向振动和纵向振动等。

这些振动会对隧道结构产生影响，如振动幅值、频率等参数的变化，进而影响隧道的结构安全性和稳定性。

2. 隧道结构响应：隧道结构对列车振动的响应也是一个重要问题。

隧道的振动响应会受到结构自身特性、材料性能等因素的影响，进而影响隧道结构的使用寿命和安全性。

3. 影响因素分析：列车振动荷载的影响因素包括列车速度、列车类型、隧道结构参数等。

对这些影响因素进行深入分析和研究，可以为隧道设计和施工提供重要参考依据。

地铁列车荷载作用对既有近邻结构振

工程实践基金项目：国家自然科学基金项目（52078496）；湖南省交通运输厅科技进步与创新项目（202117）作者简介：张亮亮（1980—），男，高级工程师地铁列车荷载作用对既有近邻结构振动影响效应研究现状张亮亮1，孙前辉2，傅金阳2，3，杨州2，丁宁4，5，李亚楠6（1. 中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉 430063；2. 中南大学土木工程学院，湖南长沙 410075；3. 中南大学高速铁路建造技术国家工程研究中心，湖南长沙 410075；4. 济南城市建设集团有限公司，山东济南 250014；5. 济南城隧建设工程有限公司，山东济南 250032；6. 黄河勘测规划设计研究院有限公司，河南郑州 450003）1 背景随着城市规模的不断扩大，地铁作为一种具有快捷、高效等优点的交通工具，是目前解决各大城市人口密集、交通拥堵、建筑空间不足等问题最有效的手段。

摘要：随着我国城市交通网络迅速发展，密集的地铁网络建设不可避免导致各种地下结构近距离构筑。

通常地铁隧道的设计年限在 100 年左右，地铁列车的动荷载会对地铁隧道及周围既有结构产生长期累积作用效应，对结构长期稳定性及安全性的影响有待进一步研究。

文章系统总结地铁列车荷载引起邻近结构物动力响应的分析方法及影响规律，从地铁列车振动荷载模式、振动荷载作用下隧道结构响应、地铁振动对既有结构物影响等方面，介绍理论分析、数值模拟、模型试验研究的发展历程，并总结提出列车动载-轨道-隧道结构耦合模拟、地铁列车-公路交通动荷载耦合作用、动荷载作用下地层细观结构破坏机理、地下结构长期动荷载扰动安全性、新型减隔振结构设计及吸能材料等方面是亟待解决的重点研究方向，可为进一步研究地铁列车荷载对邻近结构物影响相关问题提供思路。

关键词：地铁；研究现状；数值模拟；模型试验；隧道动力响应；振动控制中图分类号：U459截至2021年底，我国有50个城市先后开启了城市轨道交通线路建设，运行线路达9 206.8 km [1]。

高铁隧道衬砌缺陷气动荷载影响研究

高铁隧道衬砌缺陷气动荷载影响研究
唐文国;任玉鹏;丁祥
【期刊名称】《中国铁路》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】随着高铁列车运行速度的提高,气动荷载成为隧道结构重要的附加荷载,尤其是素混凝土二次衬砌存在初始缺陷时,气动荷载将对衬砌安全有较大影响。

针对素混凝土二次衬砌存在初始裂纹和厚度不足缺陷的情况,分别采用基于断裂力学的数值流形方法和基于荷载-结构模型有限元法,对2种衬砌缺陷在气动荷载作用下的影响开展研究。

研究结果表明:隧道素混凝土二次衬砌存在初始缺陷时,气动荷载对缺陷部位的耐久性和长期稳定性有很大影响;隧道衬砌存在裂纹时,在气动荷载作用下,裂纹尖端应力强度因子增大150%以上;衬砌厚度不足时,在气动荷载作用下,缺陷部位拉应力增大54%,衬砌处于“拉-压”循环受力状态。

研究结果可为高铁隧道素混凝土结构的长期稳定性及耐久性设计提供参考。

【总页数】7页(P69-74)
【作者】唐文国;任玉鹏;丁祥
【作者单位】中国铁路兰州局集团有限公司;中国铁路兰州局集团有限公司银川工程建设指挥部;中铁第五勘察设计院集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU451
【相关文献】
1.高速铁路隧道拱顶二次衬砌背后存在空洞时气动荷载对其的影响
2.高铁隧道拱部防水板切割衬砌缺陷整治技术
3.含缺陷高铁隧道衬砌探地雷达检测模型试验
4.气动荷载对带裂缝高铁隧道衬砌安全性影响研究
5.某高铁开通前明挖隧道衬砌缺陷整治方法应用
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山岭隧道衬砌-减震层体系动力响应研究

山岭隧道衬砌-减震层体系动力响应研究
赵旭;袁昀;黎若寒;黄景琦;于兆源
【期刊名称】《防灾减灾工程学报》
【年(卷),期】2024(44)2
【摘要】为了探寻隧道设置减震层时影响减震层减震性能的关键因素,建立了设置减震层的隧道有限元数值模型,将数值模型与振动台试验进行对比,验证了数值模型的可靠性。

改变减震层设计参数和围岩条件,通过对隧道结构的主应变、相对变形率以及围岩的塑性区进行分析,研究不同参数条件下减震层的减震效果。

结果表明:设置减震层后隧道加速度响应的传递函数在15~30 Hz频段范围内减小,说明减震层通过吸收地震波中的高频成分,减小地震波能量向隧道的传递,进而减小隧道的地震响应。

参数分析结果表明:减震层弹性模量越小厚度越大,减震层的减震效果越加明显,但隧道结构的相对变形率也随之上升。

相比于增加减震层厚度,降低减震层弹性模量对减震效果的提升更为显著。

在坚硬围岩中的设置减震层相比于软弱围岩减震效果更显著。

【总页数】10页(P343-352)
【作者】赵旭;袁昀;黎若寒;黄景琦;于兆源
【作者单位】北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室;同济大学地下建筑与工程系;北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室;北京城建北方集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U461;TP308
【相关文献】
1.高烈度地震区山岭隧道设置减震层的地震动力响应及减震效果分析
2.穿越活断层铰链式衬砌隧道减震措施动力响应研究
3.山岭隧道洞门段衬砌结构动力响应及震害机理研究
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现有的列车动载对隧道结构影响的研究中，李德武等发现。仰拱与边墙进行刚接对竖直振动衰减有利，
令列车簧下质量为眠，则相应的振动荷载幅值为：
Ｐｉ－．－－Ｍｏａｉ。（２）
ＴｕｎｎｅｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅｕｎｄｅｒＴｒａｉｎＤｙｎａｍｉｃＬｏａｄ
ＬｉＢｉｎｇ，ＮｉｕＸｉａｏｋａｉ
支护结构的基本作用是和围岩一起组成一个有１列车动载描述足够安全度的地下结构体系，承受可能出现的各种荷
载下不同断面形式隧道的动力响应进行了分析。发现应于表１中相应条件① ， ②， ③。隧道衬砌内力以直边墙隧道最大，圆断面隧道最小，曲边墙隧道介于二者之间［４１。凌昊等基于深圳地铁某重计算式为：
中图分类号：Ｕ４１５．４文献标志码：Ｂ文章编号：１００９ — ７７６７（２０１５）０１一Ｏ０８３ — ０７
ＴｈｅＩｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆＬｉｎｉｎｇＴｈｉｃｋｎｅｓｓｏｎＤｙｎａｍｉｃＲｅｓｐｏｎｓｅｏｆ
（１．北京城投地下空间开发建设有限公司，北京
摘
要：以北京市某在建地铁盾构区间为工程背景，探究列车动载下衬砌厚度对隧道结构动力响应的影响。采用英国几
何不平顺值提供的公式模拟列车运行过程中产生的激振力，研究８０ｋｍ／ｈ车速下隧道结构不同监测点的动力响应。运
断面动力特性，结果表明，对于单洞双层隧道结构，在为不。取Ｐｏ＝８０ｋＮ，眠＝７５Ｏｋｇ，对应于表１中３种控制
列车动载的影响下．结构隔板与边墙连接处的受力最条件采用已运营的北京地铁１０号线列车参数【，分别
取其典型的不平顺振动波长和相应的矢高为：Ｌ＝１０ｍ，
现有的文献中．极少有关于衬砌厚度对隧道结构ａｌ＝５ｍｍ；Ｌ２＝ｌｍ，ａ２＝０．５ｍｍ；Ｌ３＝０．２１ｍ，ａ３＝０．０４ＩｎＩｎｏ依动力响应影响的研究，因此，笔者以某在建地铁隧道照前述激振力函数表达式及列车运营参数获得车速
厚度大的仰拱结构有利于横向振动衰减，刚度较小的式中：ａｉ为典型矢高，与表１中① ， ②， ③３种情况相对
仰拱结构有利于竖向振动衰减【】。王祥秋等对相同荷应；为对应车速下不平顺振动波长的圆频率。分别对
有防止围岩质量进一步恶化的作用【 ” 。在目前的隧道列车在不平顺的轨道上行驶，竖向激振荷载可用Ｆ（ｔ）＝Ｐｏ＋Ｐｌｓｉｎ（ｔｏｌ￡）＋Ｐ２ｓｉｎ（ｔｏ２）＋ｓｉｎ（ｗ３ｔ）。（１）６＿８】，其表达式为：载，保持地下工程断面的使用净空。另外，支护结构还激振力函数来模拟【
用有限差分软件ＦＬＡＣ叩建立计算模型，计算分析了２５０、３００、３５０、４００、４５０ｍｍ５种管片厚度下结构的动力响应。通过
计算得出：列车动载下结构出现整体运动趋势；位置特点相同的监测点具有更加相近的振动时程曲线；隧道两拱脚及拱顶和仰拱处均产生位移差，进而引起附加应力；最大主应力峰值远小于结构材料的极限抗拉强度；管片厚度较大的结构在动力响应方面表现出一定的优势。关键词：盾构隧道；列车动载；动力响应；衬砌厚度
支护结构设计中只考虑隧道结构的安全性问题，即承式中：Ｐ０为车轮静载；尸１，Ｐ２，Ｐ３分别为对应于表１中控载力极限状态．很少考虑列车动载对隧道结构的影响。制条件① ， ②， ③中的某一典型值。
轨道交通与地下工程器
ＴｒａｃｋＴｒａｉｃ＆ＵｎｆｄｅｒｇｒｏｕｎｄＥｎｇｉｎｅｅｄｎｇ
列车动载下衬砌厚度对隧道结构动力响应的影响研究
李兵．牛晓凯
１０００４４；２．北京市市政工程研究院，北京１０００４５）
＝
２俐厶（１，２，３）。
（３）
叠隧道典型断面原位测试，结合轮一轨相互作用理论，式中：为列车运行速度；厶为典型波长，对应于表ｌ中
得到列车动载的数学表达式。并采用有限元法分析各 ① ， ②， ③３种情况。