重载铁路隧底结构动力响应及疲劳寿命研究

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1、万方数据中图分类号UDCU25624硕士学位论文学校代码密级10533重载铁路隧底结构动力响应及疲劳寿命研究ResearchonDynamicResponseandFatigueLifeinBottomStructureofHeavyHaulRailwayTunnel国家自然科学基金资助项目煤炭联合基金(U13612041国家自然科学基金资助项(51278494)作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：副指导教师：晏伟光土木工程隧道及地下工程土木工程学院彭立敏教授施成华副教授论文答辩日期迎竺s·C!矸答辩委员会主

2、中南大学2014年5月万方数据学位论文原创性声明【Illllillllllllllilllll10Y2685655本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：堡绝必日期：耻年上月卫日学位论文Jk权使用授权书本学位论文

3、作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：丝终型们、导师签名垒鳖日期：皿年．工月土日万方数据硕士学位论文摘要重载铁路隧底结构动力响应及疲劳寿命研究摘要：重载铁路以其轴重大、运能高、运输成本低等特点，已经成为铁路运输发展的一个重要方向。列车轴重的增加必然会使轨下基础承受更

4、大的振动荷载，对重载铁路隧底结构安全性造成影响。为了保证其运营的安全稳定，就要求结构设计更合理并具有更长的使用寿命。本文依托国家自然科学基金资助项目煤炭联合基金(U1361204)并11国家自然科学基金资助项目(51278494)，采用理论分析和数值计算相结合的方法，对不同结构型式、不同基底状况下重载铁路隧道底部结构动力响应特性及疲劳寿命进行了系统研究，主要研究内容和成果如下：(1)建立重载铁路隧道一围岩耦合三维有限元模型，探讨了不同仰拱矢跨比、仰拱厚度、填充层厚度等条件下重载铁路隧底结构动力响应变化特征，量化分析了各结构设计参

5、数对动力响应的影响规律。(2)根据隧底结构受力状态，选择合适的疲劳寿命预测方法，结合动力有限元计算结果，利用疲劳计算软件分析了不同结构型式下隧底结构疲劳寿命变化规律，提出了满足隧道底部结构耐久性与使用寿命的设计参数合理取值。(3)通过动力计算与疲劳寿命计算的对比分析，确定了隧底结构是重载铁路隧道设计的关键部位，结构的受力状态则是重载铁路隧道设计中应考虑的首要因素。(4)采用动力计算和疲劳计算相结合的方法，量化分析了隧道底部基岩软化、基底脱空等基底状况对隧底结构动力响应及疲劳寿命的影响规律与影响程度，并探讨了结构疲劳寿命随基底状况

6、变化的发展趋势。关键词：重载铁路；隧道；底部结构；动力响应；疲劳寿命；结构型式；基底状况分类号：624万方数据硕士学位论文ResearchonDynamicResponseandFatigueLifeinBoSomStructureofHeavyHaulRailwayTunnelAbstract：Heavyhaulrailwayhasbecomeallimportantdirectionofthedevelopmentoftherailwaytransportationwithitsbigaxleload，hi曲transpor

7、tcapacityandlowtransportcost．Theincreaseoftheaxleloadwillproducegreatervibrationloadinbaseoftunnelwhichcouldimpactthesafetyofbottomstructureofheavyhaulrailway．Therefore，morereasonableindesignandalongerservicelifeofstructurearerequiredforensuringthesecurityandstabilit

8、yofitsoperations．111edissertationisgrantedfromtheNationalNaturalScienceFoundationofChina(U1361204)，theNationalNaturalScienceFoundat