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缓冲结构渐变开孔率对高速磁浮隧道出口微气压波影响 被引量：1
1
作者 张洁 郭秉筠 +3 位作者 王崟宇 余越 许澳 韩帅 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第5期1912-1922,共11页
列车速度的大幅提升加剧了车-隧耦合气动效应,高速磁浮隧道洞口产生的微气压波强度大幅增大,产生“声爆”现象。因此,当列车速度达到600 km/h及以上时,如何有效降低微气压波成为空气动力学研究人员面临的挑战。开展时速600 km高速磁浮... 列车速度的大幅提升加剧了车-隧耦合气动效应,高速磁浮隧道洞口产生的微气压波强度大幅增大,产生“声爆”现象。因此,当列车速度达到600 km/h及以上时,如何有效降低微气压波成为空气动力学研究人员面临的挑战。开展时速600 km高速磁浮列车通过隧道时产生的微气压波缓解方法研究,在提出的新型渐变开孔-断面扩大型缓冲结构基础上,采用k-ε双方程湍流模型、三维可压缩非定常N-S方程和滑移网格技术,对高速磁浮列车以时速600 km通过2 km的单线隧道进行数值仿真。结合网格无关性以及数值仿真验证,分析4种不同开孔率渐变开孔缓冲结构下初始压缩波的基本特征以及出口处微气压波的变化规律。研究结果表明:当列车驶入渐变开孔-断面扩大型缓冲结构时,由于缓冲结构内部压力大于外部,在压力差的作用下,气流通过透孔流向外部,气流外泄导致在端口处产生的微气压波强度减弱。当渐变开孔-断面扩大型缓冲结构的开孔率分别为7.5%、17.5%和27.5%时,相较于隧道两端口为传统断面扩大型无开孔缓冲结构,隧道出口20 m处的微气压波幅值依次为203.9、148.1和138.0 Pa,分别减缓了51.8%、65.0%和67.4%。随着渐变开孔-断面扩大型缓冲结构开孔率的增加,对于微气压波的缓解效果不断增强,27.5%开孔率下的缓解效果最佳。研究成果可为时速600 km及以上高速磁浮隧道洞口缓冲结构设计提供技术支撑。 展开更多
关键词 开孔率 渐变开孔-断面扩大型缓冲结构 初始压缩波 磁浮列车 微气压波
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时速400 km高速铁路隧道洞口等截面缓冲结构型式及参数
2
作者 王辰 马伟斌 +5 位作者 刘艳青 宁灿程 韩嘉强 李山朵 彭旸 程爱君 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第9期1649-1663,共15页
为研究时速400 km隧道洞口增设不同型式及参数的等截面缓冲结构时,初始压缩波气压及压力梯度峰值、洞口微气压波的气压峰值变化规律,采用三维CFD数值仿真方法进行分析,结果显示:1)洞口增设缓冲结构使初始压缩波气压峰值小幅上升,峰值增... 为研究时速400 km隧道洞口增设不同型式及参数的等截面缓冲结构时,初始压缩波气压及压力梯度峰值、洞口微气压波的气压峰值变化规律,采用三维CFD数值仿真方法进行分析,结果显示:1)洞口增设缓冲结构使初始压缩波气压峰值小幅上升,峰值增长率为0.26%~7.74%。2)正切型缓冲结构相较于直切及倒切型缓冲结构对微气压波的缓解性能更优,且微气压波气压峰值缓解率随着缓冲结构斜切段的切削斜率k减小而提升。倒切型缓冲结构微气压波缓解率Rmicro为17.1%,直切型缓冲结构微气压波缓解率Rmicro为23.0%,A-6正切型缓冲结构微气压波缓解率Rmicro可达45.1%。3)缓冲结构增设开孔能有效提升微气压波缓解率,且顶部开孔相较于侧面开孔的缓解性能更优。不开孔B-1型缓冲结构微气压波缓解率Rmicro为44.1%,侧面开孔B-2型缓冲结构微气压波缓解率Rmicro为58.5%,顶部开孔B-8型缓冲结构微气压波缓解率Rmicro为64.4%。4)顶部开孔缓冲结构的缓解性能与开孔型式无明显关联,与开孔面积呈正相关性。5)隧道进出口增设长度为25 m的B、C、D组开孔型缓冲结构时,微气压波缓解率达55%以上。 展开更多
关键词 高速铁路隧道 隧道洞口 等截面缓冲结构 初始压缩波气压 压力梯度 微气压波 缓解率
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纯压弯受力下大断面盾构隧道管片接头抗弯足尺试验研究 被引量：9
3
作者 张力 苏芮 +3 位作者 何川 封坤 方若全 徐培凯 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2020年第7期997-1003,共7页
针对管片接头抗弯试验中接头是否处于纯压弯受力状态影响试验结果准确性问题,设计一套可使接头具有较大转动角度、保证其处于纯压弯受力状态的抗弯加载装置,并开展一系列不同轴力和弯矩下接头抗弯性能试验,试验中采用差动式位移计和应... 针对管片接头抗弯试验中接头是否处于纯压弯受力状态影响试验结果准确性问题,设计一套可使接头具有较大转动角度、保证其处于纯压弯受力状态的抗弯加载装置,并开展一系列不同轴力和弯矩下接头抗弯性能试验,试验中采用差动式位移计和应变传感器等对接头变形和螺栓应变进行测量。基于试验结果得出:1)接头处于纯压弯受力状态时,正负弯矩下管片接头竖向位移、张开量、闭合量、转角、螺栓应力随弯矩变化的曲线较为平顺;2)正弯矩下接头张开高度随弯矩变化可分为2个变化阶段,而负弯矩下受接缝面复杂变形接触关系影响,在上述2阶段变化规律之间出现了明显的"平台段";3)接头采用斜螺栓连接时,正弯矩下轴力对接头的抗弯性能影响大于负弯矩下轴力对接头的抗弯性能影响,且正负弯矩下抗弯性能的差异随着轴力的增大而减小。 展开更多
关键词 大断面盾构隧道 管片接头 纯压弯受力 抗弯足尺试验 抗弯性能
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江坪河放空洞有压洞口段衬砌混凝土冬季温控方案分析 被引量：5
4
作者 张军 段亚辉 《中国农村水利水电》 北大核心 2011年第6期117-120,共4页
冬季衬砌混凝土施工面临的寒潮等问题,容易导致混凝土产生裂缝。基于有限元分析软件ANSYS,对江坪河放空洞有压段洞口段衬砌厚度为1.0 m的混凝土的拆模时间、围岩特性以及在遭遇寒潮时保温与否等6种不同的方案的进行了分析,并提出相应的... 冬季衬砌混凝土施工面临的寒潮等问题,容易导致混凝土产生裂缝。基于有限元分析软件ANSYS,对江坪河放空洞有压段洞口段衬砌厚度为1.0 m的混凝土的拆模时间、围岩特性以及在遭遇寒潮时保温与否等6种不同的方案的进行了分析,并提出相应的温控方案和温控标准供设计与施工参考。 展开更多
关键词 衬砌混凝土 有压洞口段 冬季温控 拆模时间 围岩特性 寒潮保温 方案分析
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单跨5车道公路隧道工法优化及施工力学特性研究 被引量：10
5
作者 张俊儒 徐剑 +3 位作者 龚彦峰 徐向东 张航 叶伦 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第5期831-840,共10页
为解决超大断面公路隧道传统工法工序繁杂、效率低等问题,依托厦门芦澳路—海沧疏港通道2#分岔隧道大跨段(国内在建最大断面公路隧道),利用“以索代撑”的思想,并结合围岩强度高的特点,提出主动支护的钢架岩墙组合支撑法并对其进行工法... 为解决超大断面公路隧道传统工法工序繁杂、效率低等问题,依托厦门芦澳路—海沧疏港通道2#分岔隧道大跨段(国内在建最大断面公路隧道),利用“以索代撑”的思想,并结合围岩强度高的特点,提出主动支护的钢架岩墙组合支撑法并对其进行工法优化。通过岩石三轴压缩试验和Hoek-Brown估算方法获得围岩力学参数,并采用数值计算的方法验证该工法的合理性,确定预应力锚索长度为10 m,预应力值为1000 kN,同时对其施工力学特性进行研究。结果表明:围岩变形主要发生在岩墙(⑤分部)开挖前,且以竖向变形为主,上台阶开挖是引起隧道拱部沉降和仰拱隆起的主要原因;在预应力锚索的作用下,隧道岩墙(⑤分部)的开挖和中隔壁的拆除对围岩变形和初期支护内力影响较小;初期支护拱脚处压应力集中,拱顶和仰拱处受到较大的拉应力;隧道围岩变形及初期支护承载力均满足公路隧道施工安全要求。 展开更多
关键词 公路隧道 单跨5车道 大断面 工法优化 数值计算 岩石三轴压缩试验 施工力学特性 钢架岩墙组合支撑法
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预制综合管廊橡胶密封垫受压性能研究及断面设计 被引量：17
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作者 张铨婧 莫海鸿 +1 位作者 黄臣瑞 陈俊生 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2018年第3期399-405,共7页
为解决预制综合管廊橡胶密封垫断面形式对橡胶密封垫压缩性能的影响问题,基于橡胶密封垫压缩试验,结合通用有限元数值模拟软件MSC.Marc,将试验结果与数值模拟结果进行对比,证明采用有限元方法模拟橡胶压缩过程以及分析橡胶密封垫受压性... 为解决预制综合管廊橡胶密封垫断面形式对橡胶密封垫压缩性能的影响问题,基于橡胶密封垫压缩试验,结合通用有限元数值模拟软件MSC.Marc,将试验结果与数值模拟结果进行对比,证明采用有限元方法模拟橡胶压缩过程以及分析橡胶密封垫受压性能的可靠性。然后,利用有限元软件MSC.Marc探讨不同开槽和开孔形式对橡胶密封垫受压性能的影响。结果表明:1)当橡胶密封垫的压缩度为50%时,随着开槽面积和开孔面积的增大,接触应力以及装配力减小;2)当开槽面积相同时,接触应力和装配力受开槽数量的影响较小,受开槽形状的影响较大;3)当开孔面积相同时,开孔数量以及排列方式对接触应力和装配力有一定的影响。 展开更多
关键词 预制综合管廊 橡胶密封垫 断面形式 压缩试验 数值模拟
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高速磁浮隧道扩大等截面斜切型缓冲结构减缓初始压缩波机理研究 被引量：4
7
作者 马智豪 景雪蕾 +1 位作者 杜迎春 梅元贵 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期100-112,共13页
高速轨道车辆驶入隧道,在车前产生初始压缩波,以声速传播至隧道出口处并向外辐射产生微气压波,对环境造成严重危害。采用三维非定常可压缩流动N–S方程和SST k–ω湍流模型,以国内某型600 km/h的磁浮列车为研究对象,通过模拟磁浮列车驶... 高速轨道车辆驶入隧道,在车前产生初始压缩波,以声速传播至隧道出口处并向外辐射产生微气压波,对环境造成严重危害。采用三维非定常可压缩流动N–S方程和SST k–ω湍流模型,以国内某型600 km/h的磁浮列车为研究对象,通过模拟磁浮列车驶入扩大等截面无斜切缓冲结构、扩大等截面斜切型缓冲结构和无缓冲结构隧道产生的初始压缩波情况,分析缓冲结构斜切端及斜切角度对初始压缩波的减缓作用及机理。结果表明:初始压缩波最大压力梯度的形成与车头最大横截面积变化率部位进入隧道/缓冲结构入口直接相关,同时与隧道内流量变化率最大值相对应;设置扩大等截面无斜切缓冲结构可较大幅度降低压缩波最大梯度,降低率为49.92%;将扩大等截面缓冲结构的垂直端改为正斜切端可进一步提高降低率,当斜切角分别为10°、20°、30°和39°时,降低率增幅分别为12.93%、10.32%、8.18%和6.28%;扩大等截面斜切型缓冲结构斜切角为10°时对初始压缩波的压力梯度峰值降低作用最明显,总降低率为62.85%。本文采用头型横截面积变化率、空气流量和观测点压缩波三方面耦合分析方法,探究影响初始压缩波最大压力梯度的头型、空气流量之间的相互映射关系,合理解释了缓冲结构减缓初始压缩波机理,可为今后进一步优化列车头型和不同型式缓冲结构设计及其气动效应分析提供了参考。 展开更多
关键词 600 km/h高速磁浮列车 隧道 扩大等截面斜切型缓冲结构 初始压缩波 最大压力梯度 列车头型横截面
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矿山法隧道与车站小角度斜接施工研究
8
作者 张海彦 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2017年第A02期225-233,共9页
为验证以色列红线轻轨东标段8号线矿山法隧道与Em Hamshavot车站12°斜接施工方案的可行性和安全性,利用三维有限元软件和刚度等效理论对车站接口、地下连续墙、不规则C型断面以及邻近4号路挡土墙的稳定性进行研究和分析,同时辅以... 为验证以色列红线轻轨东标段8号线矿山法隧道与Em Hamshavot车站12°斜接施工方案的可行性和安全性,利用三维有限元软件和刚度等效理论对车站接口、地下连续墙、不规则C型断面以及邻近4号路挡土墙的稳定性进行研究和分析,同时辅以监测数据进行校核。研究结果表明:有限元位移计算值小于实际监测值,实际监测值小于结构允许值;隧道开挖对挡土墙前排桩基影响较大,但其最大拉应力值仍小于其自身混凝土的抗拉强度;土体对墙梁的最大压应力为0.84 MPa,土体与墙梁间的剪应力最大值为0.29 MPa,超出二者粘结参数40 k Pa,其相互作用不能简单的由墙体或者土体自身来平衡,而是需要横支撑对其进行平衡;隧道开挖过程中,洞口处地下连续墙的压应力增值较大,但仍在混凝土自身抗压强度范围之内。墙梁的拉应力超出混凝土自身抗拉强度,但提供拉应力所需的钢筋量远小于墙梁实际配筋量。 展开更多
关键词 矿山法隧道 C型断面 地下连续墙 墙梁 抗压强度 抗拉强度
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