基于地铁列车作用下近距离交叠隧道的动力响应

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1、YlOSZ265中图分类号：UDC：学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文地铁列车作用下近距离交叠隧道的动力响应Thedynamicresponseofclosecrisscrossandoverlappingtunnelsundersubwayload作者姓名：李春峰导师姓名：白冰学位类别：工学学号：04121219职称：教授学位级别：硕士学科专业：岩土工程研究方向：地下工程北京交通大学2006年12月中文摘要摘要：随着城市地铁规模的不断扩大，地下铁路将会不可避免的出现近距离隧道。本文根据隧道．围岩结构动力相互作用的基本理论，利用ANSYS建立有限元模型，研究近距

2、离交叠隧道在列车荷载作用下的动力响应。针对地铁列车荷载的特点，简化列车．轨道系统动力分析模型，通过计算模拟得到作用于道床底都的列车荷载。二维弹塑性动力有限元计算以左右平行及上下平行近距离隧道断面为研究对象，土体采用弹塑性DP模型，隧道衬砌结构采用线弹性结构。有限元计算采用ANSYS完成，模拟计算了左右平行近距离隧道周围土体加固前后在单列车荷载及双列车荷载作用下隧道体系的动力响应：对加固后的上下近距离隧道分上行动载及上下交会动载两种情况进行动力计算。本文根据模拟计算结果，研究了列车动荷载作用下隧道结构体系动力响应的有关规律。本文主要从体系的位移、加速度反应及弯矩、剪力、轴力等方面进行

3、了分析，对计算数据进行了讨论．研究了隧道位移、加速度的响应曲线及结构内力随动力作用珏重间变化的空间分布及响应时程曲线。分析所得结论，对以后的隧道结构设计与施工具有指导意义。三维弹性动力有限元计算以上下平行断面过渡到水平平行断面的模型为研究对象，建立三维空间有限元模型，分别研究单行动载、相向交会动载情况下隧道结构的动力响应，得出一些有意义的结论。关键词：振动荷载，隧道与围岩相互作用，模态分析，动力响应，近距离隧道分类号：Withthecontinualdevelopmentofthescalcofsubway,theclosequarter'stunnelsinsubwaywilla

4、ppearinevitably．Basedonthemaintheoryoftheinteractionbetweentunnelstructureandrock，thispaperusesANSYStoestablishfiniteelementmodelstostudythedynamicresponsestonainload．Accordingtothecharacteristicsoftrainvibrationload，thisthesissimplifiesthetrain-tracksystemvibration．Thesimulationoftrain—tracks

5、ystemvibrationbycomputermodelprovidestheexcitationloads．ElastoplasticmaterialDPisusedtosimulatethesoilandlinearelasticmodelastunnelstructure·撇paperalsousosANSYStocalculatedynamicresponsesofleft-rightparallelclosequarterstunnelsunderthedynamicloadofsingletrainandbothtrains．thenreinforcedtunnels

6、alealsocalculatedlateLSomeusefulconclusionsontheinfluenceofdynamicloadtosurroundingtunnelsareobtaineA，towhatdegreereinforcedtunnelsrespondtodynamicloadisobtainedthroughcomparasion．Thedynamicresponsesundertheconsiderationofdifferentworkconditionsalediscussedinthethesiswhichincludesaccelerationr

7、esponse，displacementresponse,moment，shear,axialforce．Thesedataarediscussedandsummarizedsothattheresponsecufvcsofdisplacementandaccelerationareobtained：thedirectionaldistributionsofinternalforcearealsoObmined．Theseconclusionsareofleading