基于损伤理论的高速铁路隧道结构振动响应分析

发布时间：2019-04-08 10:53

【摘要】：基于Mazars损伤模型和Loland损伤模型,文章将损伤变量引入到Drucker-Prager本构模型中,构建了混凝土材料的弹塑性损伤本构关系,并在FLAC5.0二次开发平台上实现了该损伤模型的计算程序化。利用开发的损伤本构模型,对武广客运专线上某典型高速铁路隧道结构的振动响应进行了计算分析,量化了衬砌结构的动力损伤量,为高速铁路隧道结构寿命预测及结构耐久性评定奠定了基础。计算结果表明,由列车振动荷载引起的隧底沉降和洞周变形很小,均在4 mm以内;列车振动荷载对衬砌结构的不利影响主要表现为结构拉应力增加;衬砌结构的最大损伤主要集中于仰拱迎土侧;振动产生的应力波在衬砌结构内部衰减非常快,列车振动荷载只对隧道底部局部产生一定的影响。
[Abstract]:Based on the Mazars damage model and the Loland damage model, the damage variables are introduced into the Drucker-Prager constitutive model, and the elastoplastic damage constitutive relation of concrete is constructed. The calculation program of the damage model is realized on the FLAC5.0 secondary development platform. Based on the developed damage constitutive model, the vibration response of a typical high-speed railway tunnel structure on the Wuhan-Guangzhou passenger dedicated line is calculated and analyzed, and the dynamic damage of the lining structure is quantified. It lays a foundation for the life prediction and durability assessment of high-speed railway tunnel structure. The results show that the settlement of tunnel bottom and deformation around the tunnel caused by train vibration load are small within 4 mm, and the adverse effects of train vibration load on lining structure are mainly due to the increase of tensile stress of the structure. The maximum damage of the lining structure is mainly concentrated on the side of the arch facing the soil, and the stress wave produced by the vibration attenuates very quickly in the lining structure, and the vibration load of the train only has a certain effect on the part of the bottom of the tunnel.
【作者单位】： 中南大学土木工程学院;昆明理工大学建筑工程学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(51108461,51308270) 国家973计划项目(2011CB013802)
【分类号】：U451

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