高速鐵路隧道結構二維動力分析程序研發(fā).pdf

1、列車振動荷載作為一種長期的、往復的循環(huán)荷載作用,是我國以往鐵路隧道病害產(chǎn)生的重要原因之一。隨著列車運行速度的提高,由軌道系統(tǒng)傳遞給隧道結構的振動波相應加強,特別是當軌道結構形式采用板式無碴軌道時,因板式軌道剛度大,由軌道傳遞到隧道結構的振動沖擊強度要比有碴軌道條件下大得多,這就要求隧道結構必須具有更高的動力穩(wěn)定性。但目前通用商業(yè)軟件對高速鐵路隧道結構動力計算的針對性不強,本文以鐵道部科技研究開發(fā)計劃子課題《高速列車作用下隧道結構動力學》

2、和國家自然科學基金項目《富水裂隙巖體動力損傷流失耦合理論及其應用基礎研究》為依托,研發(fā)隧道結構的二維動力響應分析計算程序。主要工作包括以下幾點:
　　 (1)建立了高速鐵路車輛動力荷載作用下,隧道結構的動力響應有限元計算模型。
　　 (2)應用Fortran語言編制了平面動力計算程序TD2D:程序采用4節(jié)點和8節(jié)點等參數(shù)單元,提高計算精度和適應邊界的復雜形狀;模型對節(jié)點、單元數(shù)目沒有具體限制,根據(jù)問題的規(guī)模動態(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,采用Newmark時間積分法求解動態(tài)平衡方程,用Newton-Raphson法解非線性方程組,加速收斂,能有效地解決結構動力分析的非線性問題。
　　 (4)基于Fortran和Visual C＃.NET的混合編程技術設計了程序的使用界面,使計算模型直觀、簡