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中低速磁浮列车双线隧道交会时的气动特性研究

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机车电传动 2024年第3期 61-69页

作者：焦齐柱张铭举熊小慧王凯文陈波中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 水下隧道技术国家地方联合工程研究中心湖北武汉430063 中南大学轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通列车安全保障技术国地联合工程研究中心湖南长沙410075

为探明速度140 km/h的中低速磁浮列车在双线隧道内交会时隧道壁面和车体表面压力变化情况,文章采用数值计算方法研究了车/隧不同参数对隧道壁面和车体表面气动性能的影响,并对比了不同编组长度的列车和不同隧道净空面积对列车车内压力... 详细信息

为探明速度140 km/h的中低速磁浮列车在双线隧道内交会时隧道壁面和车体表面压力变化情况,文章采用数值计算方法研究了车/隧不同参数对隧道壁面和车体表面气动性能的影响,并对比了不同编组长度的列车和不同隧道净空面积对列车车内压力的影响。研究结果表明,4车编组的磁浮列车在双线隧道中部交会时,隧道壁面测点的压力变化峰峰值与隧道净空面积的1.379次方成反比,车体表面压力测点的变化峰峰值与隧道净空面积的1.231次方成反比。当隧道净空面积为66.2m^(2)时,在气密性指数为0.5s条件下,8车编组列车在隧道内交会引起车内测点的3s压力变化值相较于4车编组列车增加102.2%,而在气密性指数为8s条件下该比例降低至50.4%。文章的研究结果可为中低速磁浮隧道工程建设提供参考依据。

关键词：磁浮列车气动特性双线隧道空气动力学数值计算

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不同空间位置双线隧道塑性区范围的研究

武汉理工大学学报 2024年第4期46卷 72-81页

作者：王智德李根武海港江俐敏武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070 安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司合肥230088 武汉职业技术学院建筑工程学院武汉430074

针对双线地铁隧道开挖对周围土层造成沉降及形成塑性区问题,基于单线隧道塑性区的解析解,通过理论推导,提出了双线隧道塑性区的解析解,并采用数值分析方法验证了该方法的正确性。基于此,对比了双线隧道不同空间位置时的塑性区范围,获取... 详细信息

针对双线地铁隧道开挖对周围土层造成沉降及形成塑性区问题,基于单线隧道塑性区的解析解,通过理论推导,提出了双线隧道塑性区的解析解,并采用数值分析方法验证了该方法的正确性。基于此,对比了双线隧道不同空间位置时的塑性区范围,获取了不同影响因素下塑性区分布规律。结果表明:不同埋深时的双线隧道塑性区分布形态呈现“蝴蝶状”,左、右线隧道塑性区呈对称分布,且塑性区高度随埋深的增加而增大;空间夹角α分别为30°、45°、60°时,最大影响范围出现在左线隧道左侧拱肩和拱脚处、右线隧道右侧拱脚处及两隧道中间区域。提出了隧道埋深与塑性区临界安全距离的关系式,两者表现为线性递增关系。

关键词：双线隧道塑性区不同空间位置数值分析临界安全距离

国内首台可驮运通过单双线隧道架桥机实现隧道口架梁

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国内首台可驮运通过单双线隧道架桥机实现隧道口架梁

高速列车经过双线隧道瞬变压力及压力梯度特征

铁路工程报

作者：姚勇谭振龙

本报盘州讯日前，在盘兴铁路高峰村1号大桥施工现场，经过施工人员的吊梁、落梁等系列操作，长32米、重352.4吨的箱梁平稳精准架设到高峰村1号大桥0号台和1号墩上，标志着由集团公司牵头联合研发的国内首台600-900吨单双线架桥机在隧... 详细信息

本报盘州讯日前，在盘兴铁路高峰村1号大桥施工现场，经过施工人员的吊梁、落梁等系列操作，长32米、重352.4吨的箱梁平稳精准架设到高峰村1号大桥0号台和1号墩上，标志着由集团公司牵头联合研发的国内首台600-900吨单双线架桥机在隧道口架梁成功。JQSD900架梁机是全国首台......

关键词：架桥机隧道口架梁双线隧道

来源： cnki报纸评论

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华南理工大学学报（自然科学版） 2022年第9期50卷 58-68页

作者：杜建明房倩王赶张顺金北京交通大学隧道及地下工程教育部工程研究中心北京100044 中国城市建设研究院有限公司北京100120

隧道壁面瞬变压力是影响高铁隧道衬砌结构安全性的重要因素之一。为加深对高速铁路隧道壁面瞬变压力与压力梯度特征的理解,基于RNG k-ε两方程湍流模型与滑移网格技术,数值模拟了缩尺1:1的8节编组高速列车经过双线隧道诱发的气动特性。... 详细信息

隧道壁面瞬变压力是影响高铁隧道衬砌结构安全性的重要因素之一。为加深对高速铁路隧道壁面瞬变压力与压力梯度特征的理解,基于RNG k-ε两方程湍流模型与滑移网格技术,数值模拟了缩尺1:1的8节编组高速列车经过双线隧道诱发的气动特性。通过现场实测结果对数值方法准确性进行验证,在隧道壁面瞬变压力时空特征分析的基础上,进一步研究了列车速度、车隧阻塞比、列车数量以及双车等速交会对隧道纵轴中断面瞬变压力及压力梯度的影响。结果表明,隧道横断面内瞬变压力时程曲线基本重叠,断面内压力分布均匀、差异性低;3个典型压力峰值(最大正峰值、负峰值与峰峰值)与列车速度平方或车隧阻塞比平方分别成线性关系,初始压力梯度正峰值与列车速度3次方成线性关系,压力梯度正负峰值与车隧阻塞比的幂次方(2.51~3.14)成线性关系;3个典型压力峰值与列车数量之间满足指数函数关系,8车对应的压力梯度最大正峰值是其它列车数量(4车~7车)的1.25倍;双车等速交会的最大正负压力峰值分别是单车经过的2.22倍与1.15倍,最大压力梯度正负峰值分别是单车经过的1.87倍与2.03倍。相关研究成果对我国高速列车在隧道内的安全营运具有重要的参考价值。

关键词：双线隧道高速列车瞬变压力压力梯度数值模拟

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双线隧道单侧偶发内爆下的动力响应研究

双线隧道单侧偶发内爆下的动力响应研究

作者：钱佳杰浙江大学

学位级别：硕士

随着城市化不断推进,城市地区国土资源紧张,交通隧道、地下商业综合体等地下空间的开发利用已成为重要的建设方向。为预防生产事故、施工失误或恐袭等原因引起的偶发爆炸,研究地下结构在爆炸荷载作用下的结构动力响应对地下工程的防灾研... 详细信息

随着城市化不断推进,城市地区国土资源紧张,交通隧道、地下商业综合体等地下空间的开发利用已成为重要的建设方向。为预防生产事故、施工失误或恐袭等原因引起的偶发爆炸,研究地下结构在爆炸荷载作用下的结构动力响应对地下工程的防灾研究,保障人民生命财产安全等方面有积极意义。由于爆炸荷载的破坏性大,出于安全性和经济性的考虑,本文采用Hypermesh软件建立三维有限元模型,Ls-dyna软件求解计算,通过数值模拟对既有双线隧道单侧偶发内爆作用下衬砌的动力响应进行了研究,主要研究内容如下:（1）对自由空气场中爆炸的过程开展了数值模拟,分析了爆炸冲击波在空气中的产生和传播规律。对模拟所得超压峰值等与经验公式预测结果进行了比较分析,通过模拟确定了合理的本构模型等参数,为后续模拟分析打下基础。（2）基于Hypermesh＆Ls-dyna有限元分析软件,建立了某双线隧道的三维数值模型,分别采用混凝土脆性断裂本构和HJC本构模型,考虑初始地应力,对双线隧道单侧偶发内爆作用下结构的动力响应进行了模拟分析。结果表明:针对C40混凝土,HJC本构与配筋率为0.02的脆性断裂本构的动力响应表现较为接近;双线隧道在埋深较浅的情况下可不考虑初始地应力的影响。（3）进一步研究了炸药当量、围岩等级、爆源位置和隧道间距等相关参数对隧道结构在偶发内爆作用下动力响应的影响。结果表明:炸药当量显著影响隧道结构的动力响应,但不同炸药当量的结构动力响应变化规律基本保持一致;围岩等级越高,相邻隧道间的安全距离应越远;偏心爆炸的情况下,相邻隧道与爆源距离越近,其动力响应越明显;双线隧道间距较近情况下,相邻隧道结构受爆炸荷载影响程度加大。

关键词：双线隧道三维有限元爆炸荷载动力响应

高速列车单列通过时双线隧道内列车风分布规律研究

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铁道标准设计 2022年第6期66卷 83-89页

作者：管鸿浩龚彦峰踪敬良焦齐柱耿语堂中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063 水下隧道技术国家地方联合工程研究中心武汉430063 中南大学轨道交通安全教育部重点实验室长沙410075

为得到高速列车单列通过双线隧道引起的列车风分布规律,采用三维、可压缩、非定常的Navier-Stokes方法对隧道内的流场进行数值模拟研究。研究结果表明,隧道内列车风主要由纵向分量构成,横向分量和垂向分量对列车风的影响较小,在靠近列... 详细信息

为得到高速列车单列通过双线隧道引起的列车风分布规律,采用三维、可压缩、非定常的Navier-Stokes方法对隧道内的流场进行数值模拟研究。研究结果表明,隧道内列车风主要由纵向分量构成,横向分量和垂向分量对列车风的影响较小,在靠近列车运行一侧,列车风峰值出现在列车尾部经过时,而远离列车运行一侧,列车风峰值出现在列车未到达时;同一截面位置处列车风在车尾经过前,表现出较强的一维效应,在车尾经过后表现出明显的三维效应;在远离列车运行一侧,当距离隧道中线超过4 m后,列车风峰值的横向分布基本保持不变。在隧道中线位置,从垂向高度1 m到垂向高度2 m纵向列车风速度峰值迅速下降,垂向高度大于2 m后列车风速度峰值差别较小;隧道内不同位置处的动压值基本稳定在1 000~1 300 Pa。

关键词：高速铁路双线隧道列车风分布规律 Navier-Stokes方法数值模拟

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双线隧道联络通道地震响应的并行数值分析

上海交通大学学报 2011年第10期45卷 1557-1561页

作者：王建炜金先龙王新张伟伟上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室机械与动力工程学院上海200240

以上海某大型双线隧道为例,考虑隧道地基的动态接触作用,建立了隧道-联络通道-地基系统的大型三维有限元模型,采用接触均衡的显式并行计算方法在上海超级计算机曙光5000 A上完成计算,解决了计算量大的问题,分析了联络通道处结构及变形... 详细信息

以上海某大型双线隧道为例,考虑隧道地基的动态接触作用,建立了隧道-联络通道-地基系统的大型三维有限元模型,采用接触均衡的显式并行计算方法在上海超级计算机曙光5000 A上完成计算,解决了计算量大的问题,分析了联络通道处结构及变形缝在横向和纵向水平地震激励下的动态响应,结果可为联络通道和变形缝设计提供参考.

关键词：双线隧道联络通道地震响应并行计算三维有限元数值仿真

双线隧道开挖对邻近隧道影响的两阶段分析方法

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土木工程学报 2016年第10期49卷 123-128页

作者：白雪峰王梦恕北京交通大学北京100044

随着我国很多大城市地铁隧道的兴建,大多数隧道设计施工方案都采用双线平行盾构法或暗挖法施工。在地下空间越来越拥挤的城市地区,最重要的研究问题是新建双线平行隧道对既有隧道产生的影响问题。合理预测双线平行隧道施工穿越既有隧道... 详细信息

随着我国很多大城市地铁隧道的兴建,大多数隧道设计施工方案都采用双线平行盾构法或暗挖法施工。在地下空间越来越拥挤的城市地区,最重要的研究问题是新建双线平行隧道对既有隧道产生的影响问题。合理预测双线平行隧道施工穿越既有隧道引起的变形是确保既有隧道结构安全和新建双线平行盾构的顺利掘进的关键。考虑新建双线平行隧道施工中对周边土层和既有隧道产生的叠加效应,提出了预测新建隧道引起的邻近隧道纵向变形的两阶段分析方法。首先,考虑新建双线平行隧道引起地层位移的不对称性,计算新建双线平行隧道开挖作用在既有隧道上引起的广义附加荷载。然后,将既有隧道考虑为Pasternak地基上的Euler-Bernoulli梁,基于Galerkin法求解既有隧道纵向变形影响的基本微分方程。通过与工程沉降实测数据进行对比,验证该文提出的预测方法的合理性和结果的准确性。

关键词：双线隧道两阶段分析方法 Galerkin法 Euler-Bernoulli梁 Pasternak地基

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北京地铁盾构双线隧道地表变形特性研究

北京地铁盾构双线隧道地表变形特性研究

作者：郑卫强河北地质大学

学位级别：硕士

北京地铁盾构双线隧道施工区间大多处于永定河洪冲积扇区域,盾构隧道施工遇见的地层大致可分为黏性土层与砂卵石土层二种。论文收集整理了北京地铁盾构双线隧道建设工程相关资料,通过对地铁盾构双线隧道地表变形影响因素与北京地铁盾构... 详细信息

北京地铁盾构双线隧道施工区间大多处于永定河洪冲积扇区域,盾构隧道施工遇见的地层大致可分为黏性土层与砂卵石土层二种。论文收集整理了北京地铁盾构双线隧道建设工程相关资料,通过对地铁盾构双线隧道地表变形影响因素与北京地铁盾构双线隧道实测资料进行综合分析后,基于北京的地层性质、地铁盾构双线隧道参数等资料,结合FLAC3D对北京地铁盾构双线隧道地表变形特性进行数值模拟分析,重点研究隧道直径、埋深、双线间距、地质条件等对地表横向变形的影响特点。结合工程实测资料,得到以下结论:(1)影响北京地铁双线盾构隧道地表变形特性的因素,主要有双隧间距、隧道埋深、地质条件、施工顺序和注浆压力。砂卵石地层比黏性土地层的地表变形稳定下来所需时间更短,且具有明显的时滞性。(2)先行隧道施工对后行隧道施工会产生一定影响。在黏性土层环境下施工,先行隧道施工对土层扰动大于后行隧道施工;在砂卵石土层环境下,先行隧道对后行隧道产生的影响不是特别明显;此外,因为先行隧道施工结束后,在进行后行隧道施工时,积累了一定的施工经验,对盾构机的施工参数调配会更为合理,对地层扰动会更小,所以后行隧道施工时地表沉降控制会更好,其沉降值比先行隧道小。(3)结合FLAC3D数值模拟计算结果,研究确定了双线隧道不同横向沉降槽形态(V型沉降槽、W型沉降槽等)的分界点,以及相对间距系数C、C 值取值范围。结合相对间距系数C、C 值,建立了地铁盾构双线隧道地表横向变形预测公式。(4)通过对北京地铁盾构双线隧道地表横向沉降槽参数进行搜集分析,得出Peck公式的地层损失率、沉降槽宽度等参数取值。通过数理统计分析与数学拟合分析,得出地表变形预测公式的适宜参数取值范围。(5)通过典型工程案例验证,得出地表沉降实测数据、建立的地表变形预测公式拟合数据和数值计算结果大体是一致的,可知本文的沉降槽参数统计的结果、地表横向变形预测公式和数值模拟试验结果在类似工程下有较好的适用性。

关键词：北京地铁盾构法双线隧道地表变形