中国列车空气动力学研究进展

论述了列车空气动力学研究方法:数值模拟计算、风洞试验、动模型试验和在线实车试验;讨论了几种典型列车的空气动力性能:中华之星高速列车、双层集装箱货运列车、磁浮高速列车;建立了列车交会压力波、线间距、安全退避距离的理论关系式;研究了列车流线形外形与气动性能的关系:流线形头形、车身截面外形、列车编组方式、车体表面以及影响气动性能的受电弓导流罩、外风挡、底罩及裙板、导流板等主要部件,介绍了研制流线形列车车体的成套技术及全面推广应用情况;研究了隧道-列车耦合空气动力特性;论述了为既有线5次大提速、百里强风区的兰新铁路解决的列车空气动力影响行车安全问题。  

高速铁路隧道压力波数值分析

本文根据一维、可压缩、不等熵非定常流体流动理论并利用特征线法发展了高速列车驶人隧道引起隧道内空气压力瞬变的数值模拟方法，并根据该方法初步探讨了喇叭口型隧道减缓压力波的效果。计算结果表明，该方法可作为我国高速铁路隧道设计参数选择的研究工具。隧道设置喇叭状洞口作为减缓压力波的措施是可行的。  

流作用下悬浮隧道张力腿的涡激动力响应

利用张力腿涡激振动方程，在考虑非线性流体阻尼和参数激励的条件下，应用伽辽金法和数值积分法。计算分析了参数激励频率对张力腿1阶涡激动力响应的影响，得出了位移响应、动弯矩、动剪力与参数激励频率的关系．计算结果表明，当参数激励频率为张力腿1阶固有频率的2倍时，张力腿的位移响应与跨中点的动弯距均达到最大。  

大型地下结构下修建盾构隧道模型试验

采用三维相似模型试验，研究了在南京玄武湖公路隧道下新建地铁盾构隧道时，两重叠隧道间的相互影响．试验结果表明：盾构隧道施工对玄武湖隧道周围土体的扰动十分有限，不会产生因下方土体变形过大导致玄武湖隧道出现“漂移”现象；对玄武湖隧道下方土体进行加固和加设抗拔桩后，结构附加内力和变形值明显减小；地表下沉很小，不会造成路面结构破坏．最后，用有限元计算进行了对比分析，表明盾构隧道施工中，玄武湖隧道和盾构隧道是安全的，不需进行特殊处理．  

寒冷地区隧道温度场的变化规律

为了揭示隧道温度场的变化规律,以某寒冷地区公路隧道为依托,选择11个测试断面,对隧道拱顶、拱腰、边墙和路面四个部位的温度进行1.5a的长期测试,采用正弦函数回归法,对测试数据进行分析。结果表明:隧道洞内的年气温变化具有周期性,随时间大致呈正弦曲线变化;隧道内纵向气温随着进入隧道距离的增大,年平均温度逐渐下降,年温度振幅也下降,其变化规律呈指数函数曲线变化关系;隧道围岩温度在径向一定范围内,随着径向深度的增加,年平均温度上升,年温度振幅衰减,并且呈指数函数曲线变化关系;防水夹层对隧道保温隔热是有利的。  

华蓥山隧道排水的生态环境问题及效应

基于两次现场咨询工作经历及收集的资料，探讨了华蓥山隧道排水造成地下水资源流失，煤系质水入侵及水文徨环失衡等生态环境问题及形成机理，以及同此带来的岩溶入泉枯竭，地下水水质恶化，地表水体污染，地表水土流失等一系列负效应，分析结果表明，隧道长期排水将形成较大规模的降位漏斗，由于该漏斗的扩展，导致在疏干带内较强烈的水文地球化学作用，进而威胁隧道衬砌的稳定性。  

隧道涌水灾害预测的随机性数学模型方法

根据灰色理论、数量化理论和虚拟变量多元回归方法，提出了一套以隧道水文地质条件为变量，以涌水等级、涌水量为预测指标的随机性数学模型方法。用该方法对３５座隧道进行判别，准确率为７５％，该方法既能定量，又简便易学，适用于Ａ级或Ｂ级涌水灾害的预测。  

列车荷载作用下地铁重叠隧道的响应分析

以深圳地铁一期工程区间近距离重叠隧道为背景，研究地铁运营期间，列车振动荷载对隧道结构的的影响。首先根据车辆－轮轨模型，确定列车振动荷载。然后采用释放荷载方法模拟地铁的开挖效应，确定初始应力场，并通过对地铁结构体系进行模态分析，得到体系的振型和频率，以确定合理的阻尼系数和时间积分步长。最后运用Newmark隐式时间积分法，分别研究在上行动载，下行动载和上下交会动载3种情况下，区间近距离重叠隧道的动力响应，确定在列车振动荷载作用下衬砌结构的薄弱部位及其相应的位移和应力。  

土质偏压隧道衬砌模型试验分析

以宝中线老头沟隧道为原型，通过对偏压条件下不同开挖方法的对比试验，了解了地表、地中的应力－应变变化规律。试验结果对土质偏压隧道的施工、对〈隧规〉双线偏压隧道ｔ值的确定有参考价值。  

公路隧道二次衬砌厚度的优化

应用工程类比法对榆树沟隧道二次衬砌厚度进行了优化设计,选取了Ⅱ类围岩浅埋、Ⅲ类围岩及Ⅳ类围岩三种不同的复合式衬砌结构类型,对隧道开挖后围岩和初期支护的力学状态采用FLAC软件进行了模拟计算,对二次衬砌的力学状态采用ANSYS软件进行了分析。结果表明三种衬砌结构类型的二次衬砌内力都较小,最大轴力为165 kN,最大弯矩为-15.97 kN.m,且都发生在Ⅱ类浅埋断面,二次衬砌的安全系数较大;衬砌周边位移最大的是Ⅱ类围岩浅埋,其洞周位移最大值(18 mm)发生在拱脚处,边墙围岩收敛较小,且围岩越好,周边位移越小;现场监控量测的净空收敛数值均远小于允许收敛值,二次衬砌接触压力的量测值均远小于规范计算值。可见,二次衬砌工作状态良好,安全储备较大,减薄二次衬砌厚度的隧道结构是安全的。