不同速度列车脱轨撞击盾构隧道的动力损伤特性

发布时间：2023-05-25 03:54

　　为研究不同速度列车脱轨撞击盾构隧道的动力损伤特性,基于撞击动力学以及混凝土塑性损伤理论,建立列车—隧道—围岩的非线性接触动力有限元模型,分析120,200,300 km·h-1这3种列车脱轨速度下,列车撞击盾构隧道时的撞击力特征以及隧道衬砌的损伤演化和分布规律。结果表明:3种速度列车脱轨时的撞击力变化规律一致;随着列车脱轨速度的增加,撞击力分量峰值均呈非线性增大;将撞击过程分为初始撞击、撞击耗能和稳定撞击3个阶段,隧道衬砌管片拉、压损伤值均在初始撞击阶段达到峰值,之后损伤的发展主要表现为损伤面积的不断扩大;衬砌管片外表面的损伤发展略滞后于内表面;压缩损伤的分布基本呈现出沿隧道轴向大于环向的"梭形"形态,而拉伸损伤的分布则更加广泛,损伤较大值(大于0.9)产生区域也更加分散;与压缩损伤相比,拉伸损伤更易导致衬砌发生大范围破坏;在较低脱轨速度下隧道衬砌即会产生较为严重的损伤,而损伤面积则随着列车脱轨速度的增加显著增大。

【文章页数】：9 页

【文章目录】：
1 考虑列车与盾构隧道非线性动态接触行为的有限元模型
    1.1 围岩—衬砌模型
    1.2 动车组列车简化模型
    1.3 脱轨撞击假设条件
2 模型计算结果
    2.1 列车撞击荷载
        2.1.1 撞击荷载变化规律
        2.1.2 撞击荷载峰值对比
    2.2 衬砌管片损伤
        2.2.1 压缩损伤发展趋势
        2.2.2 拉伸损伤发展趋势
        2.2.3 不同列车脱轨速度撞击下的拉压损伤对比
3 结论



本文编号：3822883