论文高速铁路隧道基底软岩动力累积损伤特性分析是关于对不知道怎么写高速铁路论文范文课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文2020年高速铁路规划图论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料下载。
摘 要：利用相似材料模拟高速铁路隧道基底软岩,采用荷载控制和非对称正弦波循环加载方式对软岩试件进行动三轴疲劳和损伤检测综合试验.通过试验结果分析,建立了软岩3参数多项式疲劳寿命计算模型和4参数多项式累积损伤参量计算模型,获得了软岩疲劳损伤特性,即：软岩疲劳破坏表现为端部拉-剪复合破坏和中部压-剪复合破坏两种模式；疲劳破坏全过程表现为初始微孔隙压密、裂纹发生和稳定扩展以及损伤裂纹加速发展3个发展阶段；软岩疲劳寿命主要取决于本身强度和动应力水平,强度愈高、动力应力水平愈低,其疲劳寿命就越长；当动应力水平相同时,软岩疲劳寿命和其弹性模量呈线性增长关系.
关键词：高速铁路隧道；基底软岩；疲劳寿命；累积损伤
中图分类号：TU411.3 文献标志码：A 文章编号：1674-4764（2015）05-0026-07
Abstract： The similar materials is used to simulate the soft rock-mass on the basement of tunnel in the high speed railway. Based on the method of loading control and the cyclic loadings of non-symmetrical sine wave, the dynamic fatigue test of three axial and the damage detection test are carried on for soft rock-mass specimens. With analysis of the results of tests,the polynomial model with three parameters to calculate the fatigue life and the polynomial model with four parameters to calculate the cumulative damage are established for soft rock-masses. And then, some characteristics of fatigue damage has been obtained about the soft rock-mass, such as the fatigue failure of soft rock-mass mainly shows two composite modes those are the tension-shear on the end and the compression-shear on the central of specimen. The whole process of fatigue damage is shown three stages those are the compaction of initial micro-pore, the occurrence and stable propagation of new cracks,and the accelerating development of crack damage. The fatigue life of soft rock-mass mainly depends on itself strength and the level of dynamic stress. The higher strength of itself and the lower level of dynamic stress,the longer fatigue life of rock-mass will be. If the level of dynamic stress has not been changed, the fatigue life of soft rock-mass will be increased linearly with its elastic model.
Key words：tunnel of high speed railway； soft rock-mass on the basement； fatigue life； cumulative damage.
中国铁路运营经验表明,在列车振动荷载的长期作用下,软岩隧道底部结构常因底部软岩动力损伤而受到破坏,导致隧道底部结构因脱空现象而产生超过允许值的大变形甚至破坏,给铁路运营造成了重大的安全隐患.为此,学者们针对普通铁路隧道基底稳定性问题开展了深入的研究,取得了较丰富的研究成果[1-8].高速铁路现场振动测试成果表明[9-11],高速铁路产生的振动影响比普通铁路更大,可以预测高速铁路运营将不可避免地对隧道围岩产生累积损伤效应,特别是处于软岩地层中的高速铁路隧道,围岩累积损伤变形可能产生导致隧道轴线方向不均沉降甚至衬砌结构的开裂和破坏,从而影响高速铁路列车的行车安全.因此,高速铁路隧道结构长期动力稳定性问题已经成为工程界广泛关注的重大技术问题.目前,少数学者针对高速铁路隧道底部软岩动力特性进行了探索性研究[12-13],但关于高速铁路隧道底部围岩疲劳特性和动力累积损伤的研究尚少见报道.本文拟通过对隧道围岩相似材料进行室内动三轴疲劳试验和超声波损伤检测试验分析研究隧道围岩疲劳和动力累积损伤特性.
1 疲劳和损伤试验
1.1 软岩试样制备
以武广高速铁路改良泥质粉砂岩隧道围岩为研究对象,考虑到取样扰动以及岩体内富含的各类原生裂纹可能导致疲劳试验和超声波检测试验结果出现较大离散性,从而影响隧道围岩累积损伤特性的规律性分析,故采用相似材料模拟隧道围岩.在满足力学特性相似比的前提下,尽可能模拟泥质粉砂岩的物质构成.为此,采用了中细砂、水泥以及适量粘性土以模拟泥质粉砂岩的物理特性.其中：胶结材料采用325普通硅酸盐水泥,4种掺入比αw分别为10%、15%、20%和25%（编号为SY1～SY4）,以模拟不同强度等级的隧道围岩；中细砂颗粒粒径d≤0.5 mm,粘性土经烘干后过筛（筛孔直径为0.05 mm）,粘性土掺入比均取为αt等于5%,水灰比均取为C等于0.5；试样尺寸为：39.1 mm×80 mm（如图1所示）,经标准养护后进行强度和疲劳损伤试验.通过室内三轴试验及液压伺服万能试验机获得SY1～SY4四组试样90 d龄期强度指标如表1所示,其材料组成及强度指标相当于武广高速铁路改良泥质粉质砂岩,属于中等软岩范畴[14-15].
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参考文献：
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