高速列車撞擊下盾構(gòu)隧道動力響應(yīng)及接頭螺栓失效研究

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1、■碩士學(xué)位論文－ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＾＾＿：撞擊下盾構(gòu)隧道動力卩向應(yīng)丨論立ｇ顆目：高速列車國內(nèi)圖書分類號：Ｕ２５密級：公開６２４國際圖書分類號：西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文高諫列車撞擊下盾構(gòu)隧道云力力卩向應(yīng)及接頭！ｔ累栓年級二〇一二級姓名李燦申請學(xué)位級別工程碩士專業(yè)建筑與土木工程指導(dǎo)老Ｉ而晏啟祥教授二零一五年五月ＣｉｆｌａｓｓｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｕ２５Ｕ．Ｄ．Ｃ：６２４ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒ

2、ｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＤｎａｍｉｃＲｅｓｏｎｓｅａｎｄｙｐＢｏｌｔＦａｉｌｕｒｅｏｆＳｈｉｅｌｄＴｕｎｎｅｌｕｎｄｅｒＩｍａｃｔＦｏｒｃｅｐ－ｏｆＨｉｇｈｓｐｅｅｄＴｒａｉｎＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＬｉＣａｎＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＣｉｖｉ

3、ｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＹａｎｉｘｉａｎｐＱｇＭａ２０１５ｙ，西南交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)西南交通大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以釆用影印、縮印或掃描等復(fù)印手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于１．保密口，在年解密后適用本授權(quán)書；２．不保密使用本授權(quán)書。‘＂

4、（請?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打＾／）學(xué)位論文作者簽名：言Ｍ指導(dǎo)老師簽名曰期：曰期：西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文主要工作（貢獻(xiàn)）聲明本人在學(xué)位論文中所做的主要工作或貢獻(xiàn)如下：１、引入剛度折減系數(shù)，對管片襯砲環(huán)整體抗彎剛度進(jìn)行折減，建立考慮鋼筋本構(gòu)關(guān)系及效應(yīng)的經(jīng)匆質(zhì)化等效的管片模型，通過分析得到處于不同圍巖級別下管片在列車撞擊荷載下的動力響應(yīng)，分析鋼筋應(yīng)力，管片應(yīng)力、位移以及拉壓損傷等動力響應(yīng)參數(shù)隨圍巖級別的變化規(guī)律。２、建立了以彈簧和面面接觸對分別模擬螺栓和管片混凝土接縫的接頭模型和相應(yīng)的管片襯砲

5、模型，并考慮螺栓抗彎剛度的非線性特性，接縫抗壓不抗拉特性，分析了不同撞擊速度下，被撞擊區(qū)域各接頭螺栓的軸力、彎矩、軸向變形及轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律。３、考慮撞擊過程中螺栓的失效效應(yīng)，研究了不同撞擊速度，不同螺栓強(qiáng)度級別以及不同直徑下，被撞擊區(qū)域螺栓的失效時間及失效狀態(tài)，分析了拉壓損傷值以及被撞擊區(qū)域最大位移的變化狀況。本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所得的成．果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研宄成果。對本文的研宄做出貢獻(xiàn)的個

6、人和集體。，均已在文中作了明確說明本人完全了解違反上述聲明所引起的一切法律責(zé)任將由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：曰期：２＾１Ｓ：ＳＡ＾西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第Ｉ頁摘要隨著鐵路事業(yè)的飛速發(fā)展，列車的行駛速度得到了極大的提升，當(dāng)其發(fā)生脫軌撞擊事故時，強(qiáng)大的撞擊力對隨道結(jié)構(gòu)以及乘客的生命安全都會產(chǎn)生極大的威脅。因此必須切實(shí)有效的評估列車對結(jié)構(gòu)的影響。，防范結(jié)構(gòu)可能的損毀誘發(fā)的災(zāi)害本文以獅子洋險道為工程依托，開展了管片襯砌的拉壓損傷、撞擊變形以及鋼筋應(yīng)力的研究，同時研究了管片襯砌的

7、螺栓變形以及螺栓失效等問題。主要研究工作如下：１、利用有限元軟件并釆用無限元邊界，通過引入剛度折減系數(shù)，來體現(xiàn)接頭對襯砌結(jié)構(gòu)整體抗彎性能的影響，基于鋼筋有限元模型，在撞擊列車速度及角度不變的情況下，研究了三種圍巖級別等效管片襯砲的拉壓損傷、位移以及應(yīng)力等的動力響應(yīng)，得到了高速列車撞擊荷載下險道的動力響應(yīng)和鋼筋應(yīng)力隨圍巖級別的變化規(guī)律。２、采用抗拉、抗彎、抗剪三種彈賛來模擬接頭螺栓，軸向考慮其抗拉不抗壓的特，，研宄了列車撞擊荷載下性同時考慮正負(fù)彎矩下抗彎剛度的非線性特點(diǎn)，撞擊區(qū)域各個螺栓的軸

8、力、彎矩、軸向變形以及轉(zhuǎn)角等動力響應(yīng)隨撞擊速度的變化規(guī)律。同時分析了被揸擊區(qū)域鋼筋應(yīng)力的響應(yīng)特性。３、考慮螺栓失效效應(yīng)，研究了撞擊速度、螺栓強(qiáng)度級別以及螺栓直徑對管片結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響。關(guān)鍵詞：分離式鋼筋模型；非線性接頭；塑性損傷；接頭螺栓失效；結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第ＩＩ頁