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竖井参数对400 km·h^(-1)高铁隧道微气压波的影响研究

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中国铁道科学 2022年第4期43卷 96-104页

作者：王田天朱宇焦齐柱张雷田旭东施方成陆意斌管鸿浩中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075 中南大学轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 湖南大学机械与载运工程学院湖南长沙410082 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

为了研究400 km·h^(-1)条件下高速铁路隧道内竖井参数对隧道口微气压波的缓解效果,采用重整化群k-ε湍流模型和滑移网格方法开展微气压波数值模拟计算,通过对数值计算结果与动模型试验结果进行对比,验证该数值计算方法能有效捕捉微气压... 详细信息

为了研究400 km·h^(-1)条件下高速铁路隧道内竖井参数对隧道口微气压波的缓解效果,采用重整化群k-ε湍流模型和滑移网格方法开展微气压波数值模拟计算,通过对数值计算结果与动模型试验结果进行对比,验证该数值计算方法能有效捕捉微气压波;在此基础上,运用该数值计算方法研究竖井位置、高度和横截面面积3个参数对隧道微气压波的影响规律。结果表明:对于有竖井的隧道,列车不仅在进入隧道入口时会产生1个初始压缩波,在经过竖井时也会产生1个压缩波,这2个压缩波传播到隧道出口都会辐射出脉冲状的微气压波,即微气压波的第一波峰和第二波峰;第一波峰幅值对竖井位置的变化不敏感,且在竖井高度和横截面面积保持一定的情况下第二波峰幅值均小于第一波峰幅值;当竖井高度增加时,第一波峰幅值增大,第二波峰幅值减小,其中竖井高度为20 m时微气压波幅值最小且缓解率可达35.93%;当竖井横截面面积增大时,第一波峰幅值减小,第二波峰幅值增大,其中竖井横截面面积为64 m^(2)时微气压波幅值缓解率可达48.80%。研究结果对400 km·h^(-1)高速铁路隧道内竖井参数设计有着实际性的参考价值。

关键词：高速列车 400 km·h^(-1) 隧道竖井微气压波

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竖井抽水下垃圾填埋场渗滤液运移规律研究

岩土工程学报 2018年第5期40卷 786-793页

作者：柯瀚胡杰吴小雯孟猛浙江大学软弱士与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310058 杭州市城乡建设设计院股份有限公司浙江杭州310004

城市固废由于组成成分的多样性及分层填埋等原因,导致渗滤液运移存在明显的优先流及各向异性现象。在成都某填埋场开展多口竖井抽水及水位恢复试验,同时结合高密度电法技术（ERT）现场大尺度研究渗滤液分布及运移规律。多口竖井水位恢... 详细信息

城市固废由于组成成分的多样性及分层填埋等原因,导致渗滤液运移存在明显的优先流及各向异性现象。在成都某填埋场开展多口竖井抽水及水位恢复试验,同时结合高密度电法技术（ERT）现场大尺度研究渗滤液分布及运移规律。多口竖井水位恢复试验显示填埋体内渗滤液运移具有明显的不均质性,表现为同一填埋场不同位置的竖井抽排性能差异较大,竖井周围垃圾渗透系数值分布范围为2.35×10-5-3.90×10-4 cm/s。竖井抽水下周围监测井的水位异常变化表明渗滤液补给存在明显优先流特征。ERT监测渗滤液抽水及回灌过程中堆体内电阻率变化,进一步揭示了现场渗流存在显著的各向异性和优先流特征,主要渗流路径与水平向呈0-30°。

关键词：填埋场竖井渗滤液运移优先流各向异性高密度电法

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竖井对隧道内瞬变压力的影响

中南大学学报（自然科学版） 2011年第8期42卷 2514-2519页

作者：李志伟梁习锋张健中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075

采用求解三维、可压缩、非定常N-S方程的数值计算方法,对高速列车通过有竖井的隧道时其瞬变压力进行模拟,得到高速列车通过隧道时车体测点的瞬变压力历程及变化幅值。研究结果表明:数值计算结果与动模型试验结果较吻合,数值计算与动模... 详细信息

采用求解三维、可压缩、非定常N-S方程的数值计算方法,对高速列车通过有竖井的隧道时其瞬变压力进行模拟,得到高速列车通过隧道时车体测点的瞬变压力历程及变化幅值。研究结果表明:数值计算结果与动模型试验结果较吻合,数值计算与动模型试验这2种方法得到的压力曲线变化规律一致,仅幅值略有差异,相差5%左右,表明本文采用的数值计算方法能够较好地模拟高速列车通过隧道时所引发的空气动力效应问题;竖井能够有效缓解高速列车通过隧道时的车体瞬变压力幅值,其中车体表面中部测点的压力降幅最大,为31.2%。对于参数确定的隧道,存在最佳的竖井位置、竖井数量及竖井断面面积,使其对隧道内车体瞬变压力的缓解效果最佳。

关键词：竖井隧道高速列车瞬变压力

竖井面积对高速列车越站瞬变压力影响的试验研究

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第9期54卷 3743-3751页

作者：周丹唐子童戴小罡刘汉歆梅竹中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 湖南省机场管理集团有限公司湖南机场建设指挥部湖南长沙410137 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

针对高速列车全速通过地下车站时所引起的瞬变压力问题,采用列车气动性能动模型试验装置,对8编组高速列车以速度300 km/h通过地下车站时的气动效应进行模拟,分析车站内设有竖井时列车表面、站台屏蔽门表面压力分布特性以及竖井面积对瞬... 详细信息

针对高速列车全速通过地下车站时所引起的瞬变压力问题,采用列车气动性能动模型试验装置,对8编组高速列车以速度300 km/h通过地下车站时的气动效应进行模拟,分析车站内设有竖井时列车表面、站台屏蔽门表面压力分布特性以及竖井面积对瞬变压力的影响。研究结果表明:当高速列车通过设置有竖井的地下车站时,列车表面、屏蔽门表面左右对称测点压力变化趋势基本一致,压力幅值相差不大;屏蔽门表面压力幅值沿纵向逐渐增大,沿高度方向则变化不大;随着竖井面积增大,列车、屏蔽门表面测点压力幅值均不断下降,相较于无竖井工况,列车表面测点压力幅值最大可降低48.87%,屏蔽门表面测点压力幅值最大可降低71.07%,其中,当竖井面积与隧道面积之比超过0.26时,进一步增大竖井面积,竖井对列车表面、屏蔽门表面的压力幅值的影响不明显。

关键词：高速铁路地下车站屏蔽门竖井瞬变压力

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竖井内爆炸动力响应分析

岩土力学 2010年第S1期31卷 74-78页

作者：杨旭升冯淑芳高鑫沈阳军区司令部工科所沈阳110162 解放军理工大学工程兵工程学院南京210007

系统地分析了内爆炸条件下冲击波在竖井内的传播和反射规律,并基于经典弹性理论,建立了动力平衡方程,推导出了竖井井壁动力响应的计算表达式,得到了竖井侧墙最大径向位移和最大内力分布。计算表明:竖井侧墙最大径向位移出现在竖井中间... 详细信息

系统地分析了内爆炸条件下冲击波在竖井内的传播和反射规律,并基于经典弹性理论,建立了动力平衡方程,推导出了竖井井壁动力响应的计算表达式,得到了竖井侧墙最大径向位移和最大内力分布。计算表明:竖井侧墙最大径向位移出现在竖井中间的某处位置,具体与点源爆炸物高度有关,随着爆炸高度的增加,最大径向位移出现的位置也在向井口方向移动,但是幅值大小有所减小。

关键词：竖井内爆炸冲击波动力响应圆柱壳

竖井围岩-支护系统稳定性分析的最小安全系数法

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煤炭学报 2009年第2期34卷 175-179页

作者：杨官涛李夕兵刘希灵中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

根据弹塑性力学及围岩-支护相互作用原理,分析了竖井稳定性,推导了竖井围岩与支护的应力、位移以及支护厚度的计算公式.根据泊松比的大小,判断围岩周边最大主应力的方向.结合Drucker-Prager强度准则和安全系数,建立了安全系数评价法,通... 详细信息

根据弹塑性力学及围岩-支护相互作用原理,分析了竖井稳定性,推导了竖井围岩与支护的应力、位移以及支护厚度的计算公式.根据泊松比的大小,判断围岩周边最大主应力的方向.结合Drucker-Prager强度准则和安全系数,建立了安全系数评价法,通过FISH语言实现了求解,为围岩稳定安全范围、支护方位以及支护厚度提供了合理的参数.

关键词：竖井支护厚度围岩稳定最小安全系数法

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竖井建设引起的地表移动及变形

岩石力学与工程学报 1999年第3期18卷 291-293页

作者：阳军生刘宝琛阳生权长沙交通学院长沙410076 长沙矿冶研究院长沙410012

应用随机介质理论，视竖井开挖所引起的地表移动为一随机过程，得到竖井建设引起的地表移动和变形值的计算公式、计算程序。现场实测结果与计算结果的对比表明，本文所提出的计算方法和程序可以达到良好的预计效果。

关键词：竖井地表移动随机介质理论变形值

不同竖井侧向开口位置对烟囱效应影响的实验研究

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工程力学 2008年第9期25卷 187-192页

作者：朱杰霍然孙晓乾中国科技大学火灾科学国家重点实验室合肥230026 西南交通大学环境工程学院成都610031

利用火灾科学国家重点实验室典型小尺寸竖井模拟实验台开展了系列实验,通过改变不同侧向开口位置组合,对竖井内烟气温度进行定量测量,揭示了不同竖井侧向开口位置对烟囱效应的影响程度。实验结果表明:竖井内烟气运动过程是随着竖井结构... 详细信息

利用火灾科学国家重点实验室典型小尺寸竖井模拟实验台开展了系列实验,通过改变不同侧向开口位置组合,对竖井内烟气温度进行定量测量,揭示了不同竖井侧向开口位置对烟囱效应的影响程度。实验结果表明:竖井内烟气运动过程是随着竖井结构的不同而变化的,主要取决于进气口及顶部、侧向开口打开情况。该研究较为全面的分析了全封闭竖井、全开放竖井、仅中性面以下侧向开口开放、仅中性面以上侧向开口开放及中性面以下、以上侧向开口均有开放等不同竖井结构内烟气运动规律,进而揭示了不同侧向开口位置组合对烟囱效应的影响程度。

关键词：开口位置烟气温度烟囱效应竖井中性面

裂隙型类岩竖井注浆帷幕试样开挖卸荷响应试验研究

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岩土力学 2024年第S1期45卷 391-404页

作者：周禹良侯公羽李生生贺文杨雪赵庆儒黄佳铭华北科技学院安全工程学院河北廊坊065201 北京中煤矿山工程有限公司北京100013 矿山深井建设技术国家工程研究中心北京100013 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

为研究竖井注浆帷幕围岩开挖卸荷响应,利用裂隙型类岩竖井注浆帷幕试样进行三轴开挖卸荷模拟试验,测试了开挖卸荷过程中试样的应变响应,并采用CT扫描对开挖卸荷后试样的破裂模式和破坏范围进行分析。结果表明:开挖卸荷后试样应变响应随... 详细信息

为研究竖井注浆帷幕围岩开挖卸荷响应,利用裂隙型类岩竖井注浆帷幕试样进行三轴开挖卸荷模拟试验,测试了开挖卸荷过程中试样的应变响应,并采用CT扫描对开挖卸荷后试样的破裂模式和破坏范围进行分析。结果表明:开挖卸荷后试样应变响应随半径的增大而迅速衰减,且卸荷阶段的应变占主体;开挖卸荷后试样中浆液结石体和基质岩块的变形不连续,液结石体的变形大于基质岩块的变形;单液水泥浆充填的注浆帷幕试样抗变形能力强,试样中相同半径处的切向应变与径向应变都明显小于黏土水泥浆充填的注浆帷幕试样;应力水平对试样开挖卸荷响应具有重要影响,应力水平越高,卸荷阶段的变形越剧烈,卸荷阶段的应变占比更高。开挖卸荷后,单液水泥浆充填试样易沿着浆液结石体与预制裂隙的接触面发生开裂,破裂半径为开挖半径的1.2~1.5倍;黏土水泥浆充填试样破坏模式复杂,破裂半径为开挖半径的1.5~2.0倍。研究成果可为井筒水害防治中竖井注浆帷幕设计提供参考。

关键词：深部开采竖井注浆帷幕开挖卸荷应变响应