竖井参数对400 km·h^(-1)高铁隧道微气压波的影响研究

摘要

为了研究400 km·h^(-1)条件下高速铁路隧道内竖井参数对隧道口微气压波的缓解效果,采用重整化群k-ε湍流模型和滑移网格方法开展微气压波数值模拟计算,通过对数值计算结果与动模型试验结果进行对比,验证该数值计算方法能有效捕捉微气压波;在此基础上,运用该数值计算方法研究竖井位置、高度和横截面面积3个参数对隧道微气压波的影响规律。结果表明:对于有竖井的隧道,列车不仅在进入隧道入口时会产生1个初始压缩波,在经过竖井时也会产生1个压缩波,这2个压缩波传播到隧道出口都会辐射出脉冲状的微气压波,即微气压波的第一波峰和第二波峰;第一波峰幅值对竖井位置的变化不敏感,且在竖井高度和横截面面积保持一定的情况下第二波峰幅值均小于第一波峰幅值;当竖井高度增加时,第一波峰幅值增大,第二波峰幅值减小,其中竖井高度为20 m时微气压波幅值最小且缓解率可达35.93%;当竖井横截面面积增大时,第一波峰幅值减小,第二波峰幅值增大,其中竖井横截面面积为64 m^(2)时微气压波幅值缓解率可达48.80%。研究结果对400 km·h^(-1)高速铁路隧道内竖井参数设计有着实际性的参考价值。