列车振动荷载作用下公轨合建隧道及周围土体动力响应特性研究

摘要

为了研究列车振动荷载作用下公轨合建隧道及周围土体的动力响应特性，采用模型试验与数值模拟相结合的方法，基于时频分析研究隧道管片和内部结构的动力响应特性以及振动波在地层中的衰减特性。研究结果表明：列车荷载作用下全频域范围内，隧道管片结构动力响应随着频率的增大而增大，而内部结构上部车道动力响应表现为随频率的增大先增大（0～140 Hz）后减小（140～200 Hz）。就不同位置动力响应衰减幅度而言，上部车道最大，其响应平均衰减幅度为20.05dB，相应地时域上峰值加速度的衰减幅度为72.6%。此外，考虑列车振动荷载的移动效应会使隧道结构的动力响应增大，移动荷载作用下道床处峰值加速度增加了约105%，内部结构侧壁处增大了41.9%，侧壁与上部车道连接处增大了47.3%，上部车道中心处增大了22.3%。单次列车振动荷载作用过程中隧道结构的最大位移发生于拱底，其峰值为3.85 mm。