重载列车对隧道裂损衬砌承载性能的影响研究

作     者：张志刚 吴奔 陈健 吴成龙 刘家俊 李锦辉 ZHANG Zhigang;WU Ben;CHEN Jian;WU Chenglong;LIU Jiajun;LI Jinhui

作者机构：河北省高速公路延崇管理中心河北张家口075000 哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院广东深圳518005 深圳市交通科学研究院有限公司广东深圳518005 

出 版 物：《隧道建设（中英文）》 (Tunnel Construction)

年 卷 期：2022年第42卷第S01期

页      面：56-65页

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2019YFC1511104) 延崇高速基础设施智能监测与预警技术研究项目 

主　　题：重载列车 铁路隧道 裂损衬砌 动力响应 承载性能 

摘      要：为定量分析重载列车动载作用下隧道裂损衬砌裂缝的演化机制和承载性能的变化规律,采用扩展有限元与直接循环法相结合的方法模拟裂缝在列车荷载作用下的扩展路径,并通过模型试验对方法的有效性和准确性进行验证。模型试验与数值模拟的误差仅为3.7%,表明该数值模拟方法较为精确。研究发现:1)在重载列车动载作用下,裂损衬砌仰拱处的动力响应相较于衬砌其他位置会更为剧烈,裂损衬砌仰拱处的安全系数与衬砌其他位置相比则更小,因此裂损衬砌仰拱位置为重载列车动载下的危险部位;2)重载列车轴重对裂损隧道衬砌的动力响应影响比初始裂缝深度及车速对裂损隧道衬砌的动力响应影响更为明显,而裂损衬砌的安全性能受初始裂缝深度影响比受轴重及车速影响更为显著。