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地铁列车荷载作用下饱和土中圆形衬砌隧道和轨道系统动力响应分析

发布时间:2018-07-05 02:22

  本文选题:饱和土 + 衬砌结构 ; 参考:《岩土力学》2017年04期


【摘要】:为研究地铁列车运行引起的轨道系统及饱和土体动力响应问题,采用解析法建立了饱和土全空间中圆形衬砌隧道和轨道结构耦合分析模型,用一系列符合列车几何尺寸的移动常荷载或移动简谐荷载模拟地铁列车,用无限长圆柱壳模拟衬砌,用Biot饱和多孔介质理论模拟土体,用Euler梁理论模拟钢轨、浮置板并组成两层叠合梁单元,结合轨道与衬砌仰拱处的力和位移连续条件,实现浮置板轨道结构与衬砌及周围饱和土体的耦合。通过算例对比了饱和土体模型和弹性土体模型动力响应的差异,分析了饱和土渗透系数、荷载移动速度和自振频率对轨道结构位移、饱和土体位移及孔压的影响。结果表明:当土体渗透性较差时,饱和土位移响应与相应的弹性土位移响应区别明显,土体模型对轨道结构响应影响较小;随着渗透系数的降低,饱和土体孔压增大;荷载移动速度和自振频率对轨道结构和土体动力响应影响显著。
[Abstract]:In order to study the dynamic response of track system and saturated soil caused by subway train operation, a coupling analysis model of circular lining tunnel and track structure in saturated soil is established by analytical method. A series of moving constant loads or moving harmonic loads conforming to the geometry of the train are used to simulate the subway train, the liner is simulated with infinite cylindrical shell, the soil is simulated by Biot saturated porous medium theory, and the rail is simulated by the Euler beam theory. The floating slab is composed of two layer superimposed beam elements, and the coupling of the track structure with the lining and the saturated soil around it is realized by combining the continuous force and displacement conditions between the track and the lining invert. The difference of dynamic response between saturated soil model and elastic soil model is compared by an example, and the effects of saturated soil permeability coefficient, load moving speed and natural vibration frequency on track structure displacement, saturated soil displacement and pore pressure are analyzed. The results show that when the soil permeability is poor, the displacement response of saturated soil is obviously different from that of elastic soil, and the soil model has little effect on the response of track structure, and the pore pressure of saturated soil increases with the decrease of permeability coefficient. Load moving speed and natural vibration frequency have significant influence on the dynamic response of track structure and soil.
【作者单位】: 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心;浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室;江苏省电力设计院;浙江省建筑科学设计研究院有限公司;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(No.11372274,No.51208460,No.51478424) 中央高校科研基本业务费(No.2015QNA4024) 高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(No.20130101110028)~~
【分类号】:U451

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本文编号:2098499

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