背后空洞引起高速铁路隧道衬砌裂缝形态的FEM对比分析

作     者：雷波 漆泰岳 陈小雨 李延 LEI Bo;QI Tai-yue;CHEN Xiao-yu;LI Yan

作者机构：西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室成都610031 

基　　金：国家自然科学基金项目(51278423) 中央高校基本科研业务费专项资金资助(WSJTU11ZT33) 教育部创新团队发展计划资助(IRT0955) 

出 版 物：《铁道标准设计》 (Railway Standard Design)

年 卷 期：2015年第59卷第9期

页      码：104-108页

摘      要：衬砌背后空洞和衬砌开裂是威胁高速铁路隧道行车安全的最主要问题。高速铁路隧道衬砌背后空洞不仅是威胁隧道结构安全的重要因素,更是造成衬砌结构开裂最主要的原因。通过基于虚拟裂缝模型的扩展有限元方法(XFEM)和基于弥散裂缝模型的常规有限元分析方法(CFEM)的地层结构模型,对高速铁路隧道衬砌拱肩背后一定范围内空洞引起的衬砌开裂形态进行数值模拟分析,开裂形态表现为拱肩背后空洞近拱顶边缘的二次衬砌内侧开裂,同时初期支护环向贯通开裂。研究表明,扩展有限元法能较好地描述衬砌开裂的走向、长度等开裂形态以及扩展规律等,而ANSYS中的SOLID65单元能实现对衬砌背后空洞引起衬砌开裂范围的定性描述,两者之间相互补充和相互验证能较为准确地描述衬砌开裂的几何信息,进而有助于衬砌结构开裂应力场分析。

主 题 词：高速铁路 隧道 空洞 衬砌 裂缝形态 扩展有限元法 常规有限元法 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.13238/j.issn.1004-2954.2015.09.023

馆 藏 号：203112645...