高速鐵路隧道結(jié)構(gòu)二維動(dòng)力分析程序研發(fā).pdf

1、列車(chē)振動(dòng)荷載作為一種長(zhǎng)期的、往復(fù)的循環(huán)荷載作用,是我國(guó)以往鐵路隧道病害產(chǎn)生的重要原因之一。隨著列車(chē)運(yùn)行速度的提高,由軌道系統(tǒng)傳遞給隧道結(jié)構(gòu)的振動(dòng)波相應(yīng)加強(qiáng),特別是當(dāng)軌道結(jié)構(gòu)形式采用板式無(wú)碴軌道時(shí),因板式軌道剛度大,由軌道傳遞到隧道結(jié)構(gòu)的振動(dòng)沖擊強(qiáng)度要比有碴軌道條件下大得多,這就要求隧道結(jié)構(gòu)必須具有更高的動(dòng)力穩(wěn)定性。但目前通用商業(yè)軟件對(duì)高速鐵路隧道結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算的針對(duì)性不強(qiáng),本文以鐵道部科技研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃子課題《高速列車(chē)作用下隧道結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)》

2、和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《富水裂隙巖體動(dòng)力損傷流失耦合理論及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究》為依托,研發(fā)隧道結(jié)構(gòu)的二維動(dòng)力響應(yīng)分析計(jì)算程序。主要工作包括以下幾點(diǎn):
　　 (1)建立了高速鐵路車(chē)輛動(dòng)力荷載作用下,隧道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)有限元計(jì)算模型。
　　 (2)應(yīng)用Fortran語(yǔ)言編制了平面動(dòng)力計(jì)算程序TD2D:程序采用4節(jié)點(diǎn)和8節(jié)點(diǎn)等參數(shù)單元,提高計(jì)算精度和適應(yīng)邊界的復(fù)雜形狀;模型對(duì)節(jié)點(diǎn)、單元數(shù)目沒(méi)有具體限制,根據(jù)問(wèn)題的規(guī)模動(dòng)態(tài)分配所需內(nèi)

3、存;外荷載可以模擬集中力、邊界分布力、自重、溫度荷載等靜荷載,各種沖擊振動(dòng)荷載及地震加速度荷載;可以模擬材料和幾何雙重非線性。
　　 (3)根據(jù)巖土工程數(shù)值分析的特點(diǎn),采用Newmark時(shí)間積分法求解動(dòng)態(tài)平衡方程,用Newton-Raphson法解非線性方程組,加速收斂,能有效地解決結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析的非線性問(wèn)題。
　　 (4)基于Fortran和Visual C＃.NET的混合編程技術(shù)設(shè)計(jì)了程序的使用界面,使計(jì)算模型直觀、簡(jiǎn)