列车振动荷载作用下交叠隧道衬砌结构响应特性分析.pdf

第 37卷 ，第 1期 公 路 工 程 Vo1．37，No．1 2012年 2月 HighwayEngineering Feb．，2012 列车振动荷载作用下交叠隧道衬砌结构响应特性分析 黎 杰 ，李 欢，霍 飞 (中南大学 土木工程学院，湖南 长沙 410075) 【摘 要]以某交叠隧道为背景，通过有限元分析理论与数值计算方法建立三维模型，研究了双向列车通过时 其振动对隧道结构的影响。分析表明：拱底中央受列车振动荷载影响最大，结构满足安全性要求；土压静载仍为结 构设计的控制因素。 [关键词]交叠隧道；振动荷载；数值模拟；动力响应 [中图分类号】U455．91 [文献标识码]A [文章编号】1674—0610(2012)Ol一0040—03 DynamicResponseAnalysisofLiningStructurefor OverlapTunnelunderVibrationLoadsofTrain LIJie，LIHuan，HUO Fei (Civilengineeringcollege，CentralSouthUniversiy；Changsha，410075，China) [Abstract]Regarding’someoverlaptunnelasbackground，3Dmodelwasestablishedbythetheory ofFEM andanumericalmethod．Theeffectsonliningstructureduetothetrainsmovinginoppositedirec— tioninducedvibrationwhich actsontheoverlaptunnelsarestudied．Theanalysisshowsthat，thearch bottom wasaffectedmostbythevibrationloadsoftrain，andthestructurecouldmeettherequirementof safety．Besides，thestaticsoilpressureisthekeyloadforthetunnelstructuredesign． [Keywords]overlaptunnel；vibrationloads；numericalsimulation；dynamicresponse 随着我国高速铁路干线的不断完善，与高速铁 价高速铁路隧道衬砌结构的动力稳定性和指导隧道 路相关的技术 问题已逐步展开研究，隧道工程是高 结构的设计理论具有一定的指导意义。 速铁路工程中不可避免的重要建设项 目。在特定地 1 计算模型 段，后建隧道不得不穿越临近先建 的隧道及其它地 下结构设施 ，其相互作用 问题受到人们的关注。国 以某交叠隧道为背景，计算模型尺寸为 70×60 内外学者关于近距离隧道施工的相互作用已进行了 ×85m，计算模型的网格划分见图 1。其 中 1#铁路 很多研究，但是对于列车振动荷载对既有隧道结构 隧道下穿既有2公路隧道 ，V级 围岩。2隧道埋深 的变形及受力影响研究还不是很多。因此 ，研究运 约 17m，结构净距3．5m，两线路垂直交叠 ，如图1 营期间列车振动荷载对近距离交叠隧道结构 的影 响，对工程实践有着重要的指导意义。 目前，高峰、关宝树等以深圳地铁一期工程区间 近距离重叠隧道为背景，确定 了地铁运营期间衬砌 结构的薄弱部位及其相应的位移和应力。李春峰通 过建立地铁列车 一轨道系统动力分析模型，得出近 距离隧道位移、加速度和结构 内力曲线。本文建议 通过 FLAC3D建立垂直交叠隧道 的三维模型，在双