当前位置:主页 > 科技论文 > 交通工程论文 >

带裂纹重载铁路隧道的力学响应

发布时间:2018-05-14 05:37

  本文选题:隧道 + 重载铁路 ; 参考:《石家庄铁道大学》2016年硕士论文


【摘要】:重载铁路由于其运量大、效率高、成本低等特点,在国民经济的发展中发挥着越来越重要的作用。同时,列车轴重的增加必然会使隧道受到的冲击荷载增大,对隧道结构的承载力造成影响。除此之外,我国多地处于地震灾害的多发地段,地震等自然灾害将会对隧道结构造成巨大的破坏,严重影响行车安全。在隧道的施工和运营过程中,难以避免地会产生衬砌裂纹,在大轴重列车和地震荷载的冲击下,裂纹的存在会使衬砌产生应力集中,加剧隧道的病害,所以对带裂纹重载铁路隧道进行静-动力分析是十分有必要的。本文通过有限元数值模拟的方法,对双线行车带裂纹重载铁路隧道进行了分析。首先采用平面应变模型模拟重载铁路隧道,对隧道结构进行了模态分析,得到了隧道的固有频率和振型。在谐响应分析中,对模型加载随频率变化的节点力和加速度载荷,得到了衬砌在频域内的动力响应。采用正弦波叠加的重载铁路列车荷载和美国实测EL-Centro地震波加速度数据作为荷载,分析了两种荷载作用下衬砌、围岩的位移、应力、速度和加速度的变化规律,比较了两种荷载作用下的动力响应的不同。在对带裂纹重载铁路隧道的分析中,建立拱顶、拱肩、拱腰三个关键位置处存在不同长度裂纹的模型,分别计算得到裂纹尖端处列车和地震作用下的应力强度因子。通过混凝土断裂判据量化分析了不同荷载作用下的衬砌的承载安全系数,并与围岩压力作用下的情况做了对比,以此判断最危险工况和衬砌薄弱位置。结果表明,列车荷载对衬砌仰拱和路基影响比较大,地震荷载对衬砌上部影响比较大。当衬砌存在裂纹时,地震荷载作用下的衬砌承载安全系数较低,列车荷载作用下的衬砌承载安全系数较高。
[Abstract]:Heavy haul railway plays a more and more important role in the development of national economy because of its large capacity, high efficiency and low cost. At the same time, the increase of axle load will inevitably increase the impact load on the tunnel, which will affect the bearing capacity of the tunnel structure. In addition, most of our country is in the earthquake disaster area, earthquake and other natural disasters will cause great damage to the tunnel structure, seriously affect the safety of driving. During the construction and operation of the tunnel, it is difficult to avoid the lining crack. Under the impact of the large axle load train and earthquake load, the existence of the crack will make the lining stress concentration and aggravate the tunnel disease. So it is necessary to do static-dynamic analysis of heavy-haul railway tunnel with crack. In this paper, the finite element numerical simulation method is used to analyze the double track railway tunnel with cracks. Firstly, the plane strain model is used to simulate the heavy haul railway tunnel, and the modal analysis of the tunnel structure is carried out, and the natural frequency and mode shape of the tunnel are obtained. In the harmonic response analysis, the dynamic response of the lining in frequency domain is obtained for the load of the node force and acceleration load varying with the frequency of the model. In this paper, the displacement, stress, velocity and acceleration of lining and surrounding rock under the action of sinusoidal wave superimposed on heavy-haul railway train and the acceleration data of EL-Centro seismic wave measured in the United States are analyzed, and the variation rules of displacement, stress, velocity and acceleration of lining and surrounding rock under two kinds of loads are analyzed. The difference of dynamic response under two kinds of loads is compared. In the analysis of heavy-haul railway tunnel with cracks, a model of crack with different lengths at three key locations of arch, shoulder and waist is established, and the stress intensity factors of train at crack tip and earthquake are calculated respectively. The load-bearing safety factor of lining under different loads is quantitatively analyzed by concrete fracture criterion, and compared with that under surrounding rock pressure, so as to judge the most dangerous working condition and the weak position of lining. The results show that the influence of train load on lining inverted arch and subgrade is greater than seismic load on the upper part of lining. When there are cracks in the lining, the bearing safety factor of the lining under seismic load is lower, and the safety factor of the lining under the train load is higher.
【学位授予单位】:石家庄铁道大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U451

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 钱立新;一些国家重载铁路经济效益显著增长[J];中国铁路;1999年03期

2 尹成斐;;浅析重载铁路的养护维修方法[J];铁道建筑技术;2006年S1期

3 李玉川;;浅谈重载铁路的养护维修[J];科技情报开发与经济;2007年18期

4 张义平;;坚定不移落实科学发展观 建设中国特色的重载铁路[J];理论学习与探索;2007年06期

5 杨德修;;重载铁路轨道技术发展方向研究[J];铁道工程学报;2012年02期

6 薛继连;贾晋中;李晓建;;神华重载铁路技术创新平台构建与运行[J];中国工程科学;2012年12期

7 李庆生;桑翠江;;重载铁路关键技术标准分析与研究[J];铁道经济研究;2013年05期

8 王月珍;;1989将召开第四届国际重载铁路会议[J];铁道科技动态;1988年02期

9 周宏业;;澳大利亚的重载铁路[J];中国铁路;1990年04期

10 穆藩蒲;试论重载铁路的线路技术[J];铁道标准设计;1994年03期

相关会议论文 前10条

1 段崇义;蔡玉萍;邱涛;田杰;;冶金重载铁路破坏机理研究及养护维修创新管理[A];山东铁道学会铁路运输安全学术研讨论文集[C];2011年

2 贾光智;;国外重载铁路的建设资金来源概况[A];铁道科学技术新进展——铁道科学研究院五十五周年论文集[C];2005年

3 周清跃;习年生;张银花;陈朝阳;;提高大秦重载铁路钢轨使用寿命的思考[A];中国铁道学会——2004年度学术活动优秀论文评奖论文集[C];2005年

4 傅文智;梁金文;;重载铁路隧道整治护底塌陷架空线路的方法研究[A];高速重载与普通铁路桥隧运营管理与检测修理技术论文集(上册)[C];2010年

5 兰涛;季令;叶玉玲;刘代英;;发展中国重载铁路 改善综合运输结构[A];扩大铁路对外开放、确保重点物资运输——中国科协2005年学术年会铁道分会场暨中国铁道学会学术年会和粤海通道运营管理学术研讨会论文集[C];2005年

6 黄文勋;;重载铁路牵引供电系统仿真计算中列车速度的选择分析[A];第十届中国科协年会论文集(一)[C];2008年

7 辜小安;;重载铁路环境影响评价中噪声源强取值的合理确定[A];2014年中国环境影响评价研讨会大会报告集[C];2014年

8 赵斗;;新建30t轴重重载铁路设计标准探讨[A];发展重载运输技术适应经济社会建设——铁路重载运输货车暨工务学术研讨会论文集(工务部分)[C];2011年

9 林通源;曹桂均;;在我国重载铁路运输中采用机车同步遥控操纵技术的探讨[A];中国铁道学会——2004年度学术活动优秀论文评奖论文集[C];2005年

10 牛斌;胡所亭;魏峰;马林;;重载铁路桥梁评估与加固技术[A];第十九届全国桥梁学术会议论文集(下册)[C];2010年

相关重要报纸文章 前7条

1 彭伦理;标准化力助我国重载铁路迈入“中南时代”[N];工人日报;2010年

2 特约通讯员 黄献东;鞍钢线材“嵌入”中国首个重载铁路工程[N];中国冶金报;2012年

3 记者 刘静;我国首条30吨轴重重载铁路建成[N];工人日报;2014年

4 王利 伍振 李鸿钧;重载铁路的开路先锋[N];中国铁道建筑报;2014年

5 通讯员 王运琥 付磊;我国首条重载铁路中南部通道开建[N];建筑时报;2010年

6 记者 王利 伍振 通讯员 李永旺 李鸿钧;我国首条高等级重载铁路全线贯通[N];中国铁道建筑报;2014年

7 赵作建 宋宝华 张立为;国内首条高等级重载铁路隰县隧道贯通[N];工人日报;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 黄勇;重载铁路长大隧道基底病害监测及整治方案研究[D];西南交通大学;2015年

2 张璇;基于全寿命周期的重载铁路建养一体化研究[D];长安大学;2015年

3 李杰琼;重载铁路牵引供电系统改造方案研究[D];华北电力大学;2015年

4 梁胜楠;32.5t轴重重载铁路车辆—轨道耦合系统动力特性及轨道合理刚度研究[D];石家庄铁道大学;2015年

5 李宁华;重载铁路桥梁管理信息系统研究[D];石家庄铁道大学;2015年

6 雷蕾;重载铁路发展合理轴重选择分析研究[D];中国铁道科学研究院;2015年

7 李伟;重载铁路曲线钢轨摩擦控制技术研究[D];中国铁道科学研究院;2015年

8 邓伟;重载铁路路基动力响应及其参数影响研究[D];河北工业大学;2015年

9 李芳至;大轴重重载铁路纵断面参数对列车纵向冲动影响研究[D];北京交通大学;2016年

10 项溪;重载铁路装车区车流组织优化研究[D];北京交通大学;2016年



本文编号:1886607

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/1886607.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户8692d***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com