模型尺寸对地铁隧道动力响应数值分析的影响.pdf

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1、第31卷第1期土木工程与管理学报Vo1．3lNo．12014年3月JournalofCivilEngineeringandManagementMar．2014模型尺寸对地铁隧道动力响应数值分析的影响胡显燕，朱宏平，王丹生，宋金强(1．华中科技大学土木工程与力学学院，湖北武汉430074；2．湖北第二师范学院建材系，湖北武汉430205)摘要：以上海地铁为背景，分析运营期间隧道衬砌结构的状态。结合有限元法，选用实体单元模拟隧道衬砌结构和土体，仿真分析运营状态下的隧道衬砌结构，通过Newmark积分算法分析其动力响应，并比较不同尺寸模

2、型的计算结果。结果表明，列车荷载作用下，隧道衬砌结构在竖向的动力响应最大，沿列车行驶方向的动力响应最小，横向加速度响应和列车运行位置有关。通过几种模型尺寸分析，衬砌结构在深度的变形量最大，但是宽度方向和长度方向的变形量在实际工程中不可忽视。模型尺寸的深度变化对其动力响应和变形影响明显，模型深度尺寸增加，变形量先增大后减小，而宽度变化的影响相对较小。通过数值模拟可为工程结构的监测分析提供理论依据，为计算模型的选择提供参考。关键词：衬砌结构；列车荷载；有限元；数值模拟；模型尺寸中图分类号：TU279文献标识码：A文章编号：2095-0

3、985(2014)叭-0001-06InfluenceofModelSizeontheDynamicAnalysisofSubwayTunnelHUXian．yan，ZHUHong-ping，WANGDan．sheng，SONGJin．qiang(1．SchoolofCivilEngineeringandMechanics，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China；2．DepartmentofArchitectureandMaterials，HubeiUn

4、iversityofEducation，Wuhan430205，China)Abstract：RegardingShanghaimetroasbackground，tunnelliningstructuresduringmetrooperationwereanalyzed．Theentityunitwasusedtomodeltunnelliningstructureandsoilwiththetheoryoffiniteelementmethod，SOthetunnelliningduringmetrooperationwass

5、imulated．ThedynamicresponsesoftheliningwereanalyzedthroughNewmarkalgorithm，andthecalculationresultsofdifferentsizeofmodelswerecompared．Itisshownthatverticalresponsesoftunnelliningaremaximaandlongitudinalresponsesareminimaundertrainloads．Transverseaccelerationresponses

6、oftheliningarerelatedwiththepositionofthetrainnmning．Byanalyzingdifferentsizesofthemodel，itisconcludedthatdynamicresponsesanddeformationsareinfluencedobviouslybythedepthofthemodel，andthedeformationinfluenceisrelativelyminorbythewidthandlengthofthemode1．Deformationsfir

7、stincreasethendecreasewiththeincreaseofdepthforthemodels．Throughthenumericalsimulation．theoreticalbasisisprovidedforanalysisofengineeringmonitoringandthereferenceisgivenforthechoiceofcalculationmode1．Keywords：lining；trainloads；finiteelement；numericalsimulation；modelsi

8、ze市已经建成或正在建设地铁项目，城市轨道交通1研究背景地下结构已经成为基础设施建设的重点，很多研究单位和学者对城市轨道交通地下结构做了大量目前我国北京、上海、广州、武汉等多个大城的试验研究工作。李德武通过模拟列车竖向振动收稿日期：2013-09-