高速列车进出隧道空气动力学研究的新进展

综述国外关于高速列车进出隧道时产生的压力波、压力波变化剃度、形成机理、计算方法、实验方法方面的研究成果以及减少压力波的解决方案,如选取较大的隧道断面,减低阻塞比、修建缓解压力波的附属构筑物等。但对该问题的研究,还存在理论分析不完善、实际造价昂贵等问题。为深入研究上述问题,建立了高速列车空气动力学分析系统。通过对数值模拟与初期实验结果比较,两者能较好地吻合,表明该实验系统运行正常,能够满足对高速列车实验研究的需要。     

隧道压力波的三维数值模拟

采用三维可压缩非定常流动模型,对高速列车经过隧道所引起的压力变化进行数值模拟。并将模拟结果与英国Patchway隧道实测数据进行比较,结果表明,三维数值模拟波形与实测波形吻合,为今后高速铁路采用三维数值模拟隧道气动效应的研究提供了依据。     

突变大断面地铁隧道施工的数值模拟

根据施工过程动态规划最优化原理,以地表沉降作为目标函数,建立地铁隧道突变大断面施工过程的数学模型,寻找最优施工方法。以北京地铁五号线突变大断面为例进行研究,结果表明,数值模拟计算的地表沉降在可控范围之内,对施工起到了超前预报和预测作用。研究结果为控制地表沉降及围岩变形采用有效的施工措施提供了可靠的依据。     

双筋矩形混凝土墩柱开裂刚度分布特性分析

以双筋矩形混凝土墩柱构件为对象,从基本的力学概念出发,运用无量纲分析方法,讨论构件在弹性范围内受弯开裂时的截面受压区高度与刚度分布特性。以此为基础,从理论上提出混凝土受弯构件开裂后弯曲刚度的"三段式"近似模拟方法,对钢筋混凝土墩柱构件等效刚度的相关理论研究及试验研究工作具有一定参考价值。     

隧道掌子面稳定的判定方法研究

在新意法中,利用掌子面的稳定情况来判断隧道是否需要采取超前加固措施。文中依据摩尔库伦准则,对隧道开挖后掌子面的弹塑性状态进行研究,得出掌子面处于弹性状态的隧道最大埋深,并通过数值模拟,对得到的结果进行了验证。     

翼墙式隧道洞门可靠性分析

根据结构可靠性理论，在考虑了隧道洞门处的地层容重，地层计算摩擦角正切值，基底摩擦系数，基底控制压应力和混凝土容重等因素的的不确定性前提下，运用一次二阶矩法对隧道洞门结构进行可靠性分析，由计算结果得：计算模型的选取与可靠度指标有关，可靠度指标基本满足要求。     

围岩－隧道衬砌结构体系的减震研究

隔震技术是近年来发展起来的一项减震新技术，对地面建筑效果显著。本文在分析了地面结构隔震原理的基础上，以隧道洞口段为研究对象，从隔震角度出发，提出了地下结构减震模式的基本构思。根据模型试验和数值分析的结果，论述了这一构思在技术上的可行性，其结果可供地震区隧道和地下工程抗震设计参考     

围岩—隧道衬砌结构体系的减震研究

隔震技术是近年来发展起来的一项减震新技术，对地面建筑效果显著。本文在分析了地面结构隔震原理的基础上，以隧道洞口段为研究对象，从隔震角度出发，提出了地下结构减震模式的基本构思。根据模型和数值分析的结果，论述了这一构思在技术上的可行性，其结果可供地震区隧道和地下工程抗震设计参考。     

隧道衬砌结构可靠指标计算方法的研究

本文采用有限元－响应面法及Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ模拟获得衬砌结构内力的特征参数，并以此为基础，利用五种结构可靠度分析法计算明洞与隧道衬砌结构可靠指标，经对比得出Ｔｒｙｍ法求出的隧道衬砌结构可靠指标最小，为今后进一步寻求隧道结构设计安全系数与可靠指标之间的对应关系奠定基础。     

声屏障结构的列车脉动风致振动分析

在考虑桩-土-结构共同作用的基础上,用ANSYS软件对插板式声屏障结构的脉动风致振动响应进行了数值计算,分析了列车车型、运行速度、声屏障结构高度和长度对结构动力特性的影响,为高速铁路声屏障结构的设计提供了合理参数.结果表明:CRH2型列车比CRH3型列车通过时声屏障结构垂直构件的位移增大18.6%,弯矩增大8.5%;垂直构件的位移、弯矩随列车运行速度和结构高度增大呈非线性关系明显增大;随声屏障结构长度增大,垂直构件的位移和弯矩增大,但长度超过120 m以后减小,并逐渐趋于稳定值.