高速铁路隧道底部结构动力特性PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 目的与意义 1

1.2 隧道振动产生的原因及传播特点 4

1.3 铁路隧道振动响应研究概述 6

1.3.1 隧道衬砌结构振动响应 6

1.3.2 隧道地基土振动响应 10

1.3.3 环境振动响应及减振措施 12

1.4 岩土工程动力损伤研究概述 14

1.5 往复荷载下岩土体变形特性研究概述 16

1.5.1 土类材料循环变形特性 16

1.5.2 岩石类材料循环变形特性 17

1.6 隧道振动响应研究尚存在的问题 18

第2章 高速铁路隧道-围岩体系振动理论 20

2.1 高速铁路隧道结构形式 20

2.1.1 轨道结构 20

2.1.2 支护结构 20

2.2 结构体系振动方程 21

2.3 阻尼机制 22

2.4 列车荷载 23

第3章 隧道衬砌和基岩动力损伤模型 25

3.1 混凝土和岩土弹塑性损伤理论 25

3.2 基于双曲线D-P屈服准则的混凝土和软岩弹塑性损伤模型的建立 27

3.2.1 混凝土损伤变量及损伤演化方程 28

3.2.2 软岩损伤变量及损伤演化方程 29

3.2.3 双曲线D-P屈服准则和塑性势函数 30

3.3 混凝土和软岩弹塑性损伤模型二次开发 32

3.3.1 本构积分算法 33

3.3.2 二次开发环境 38

3.3.3 UMAT子程序的编制 38

3.3.4 二次开发的关键技术及流程 40

3.4 混凝土损伤模型数值验证 41

3.4.1 单轴拉伸试验 41

3.4.2 单轴压缩试验 42

3.4.3 循环压缩试验 43

3.5 软岩损伤模型数值验证 44

第4章 高速铁路隧道底部结构动力响应数值分析 45

4.1 动力计算模型 45

4.1.1 计算网格划分 45

4.1.2 计算参数 46

4.1.3 动力边界 47

4.1.4 计算步骤 48

4.1.5 计算工况 48

4.2 计算结果及分析 49

4.2.1 不同行车速度下隧道底部基岩的动力响应 49

4.2.2 不同仰拱矢跨比下隧道底部基岩的动力响应 59

4.2.3 不同仰拱厚度下隧道底部基岩的动力响应 65

第5章 高速铁路隧道底部结构动力模型试验 72

5.1 试验目的与试验内容 72

5.1.1 试验目的 72

5.1.2 试验内容 73

5.2 模型设计 73

5.2.1 相似关系 73

5.2.2 相似材料 76

5.2.3 测试系统 77

5.2.4 加载系统 80

5.2.5 试验过程简介 81

5.3 静载试验结果与分析 82

5.3.1 仰拱应力 82

5.3.2 地基土压力 85

5.3.3 沉降位移 87

5.4 动载试验结果与分析 88

5.4.1 加速度 88

5.4.2 仰拱动应力 93

5.4.3 动力系数 96

5.4.4 地基动土压力 99

5.5 疲劳试验结果与分析 100

5.5.1 动应变与振动次数的关系 100

5.5.2 动力系数与振动次数的关系 103

5.5.3 累积沉降与振动次数的关系 105

5.5.4 破坏裂纹 106

第6章 高速铁路隧道基底软岩动变形特性试验 108

6.1 隧道基底软岩动变形特性试验简介 108

6.1.1 试件装置 108

6.1.2 试件制备 111

6.1.3 试验实施方案 112

6.1.4 试验步骤 115

6.2 软岩累积变形发展总体规律 116

6.3 循环动应力的影响 117

6.4 静偏应力的影响 121

6.5 振动频率的影响 125

6.6 围压的影响 127

6.7 地下水渗流的影响 128

第7章 高速铁路隧道地基长期累积变形预测 130

7.1 高速铁路隧道地基长期累积变形预测方法 130

7.1.1 循环累积应变计算模型 131

7.1.2 计算步骤 131

7.2 不同行车速度下高速铁路隧道地基长期累积变形分析 132

7.2.1 计算参数 132

7.2.2 计算结果及分析 133

7.3 不同仰拱矢跨比下高速铁路隧道地基长期累积变形分析 136

7.3.1 计算参数 136

7.3.2 计算结果及分析 137

7.4 不同仰拱厚度下高速铁路隧道地基长期累积变形分析 139

7.4.1 计算参数 139

7.4.2 计算结果及分析 141

第8章 基底状态对高速铁路隧道结构性能的影响 144

8.1 底部基岩软化对衬砌结构受力状态的影响 144

8.2 轨下基底脱空对衬砌结构受力状态的影响 152

8.3 基底状况对高速铁路隧道衬砌结构长期性能的影响分析 163

8.3.1 损伤累积准则 163

8.3.2 计算步骤 164

8.3.3 计算参数与损伤破坏指标 164

8.3.4 计算结果及分析 165

主要参考文献 167