杜明庆 张素磊 张顶立 王旭春

摘要：为研究列车振动荷载下隧道仰拱结构既有底鼓病害的扩展特性，探究列车动载对仰拱底鼓的放大效应，从围岩静载作用下仰拱底鼓的破坏模式出发，基于现场实测数据，利用动态扩展有限元模型，研究列车动载下各底鼓破坏模式的扩展规律及特性。结果表明：影响仰拱底鼓的主要原因有围岩静载、仰拱结构自身特征以及列车动载，仰拱底鼓模式主要有w型底鼓、LJ型底鼓以及H型底鼓。列车动载的加入改变了仰拱底鼓裂缝的扩展规律，缩短了裂缝贯通的时间，列车动载循环100次后裂缝贯通时间仅为围岩静载时的50%左右，循环10000次后裂缝贯通时间仅为围岩静载时的25%左右。围岩与仰拱问的接触压力斜率随着动载的加入而提高，提高的幅度与动载的循环次数正相关。

关键词：土动力学;列车动载;隧道仰拱;底鼓破坏模式;演化机理

中图分类号：TH113文献标志码：A 文章编号：1004-4523（2020）01-0128-11

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2020.01.015

引言

据统计，截止到2017年底中国铁路运营总里程达到127000km，其中隧道14547座，运营隧道总里程15326km。隧道中列车的安全运行与轨道的平顺性密切相关，而仰拱底鼓是影响轨道平顺性的主要因素之一，早期关于底鼓的研究，多集中于采矿巷道中，近些年由于铁路及公路隧道中的底鼓现象越来越严重，导致隧道内车辆限速运行的例子屡见不鲜，不少学者开始对铁路及公路隧道仰拱底鼓进行研究。

公路隧道底鼓方面，汪洋等以云岭隧道为依托，对公路隧道底鼓形式及过程进行了研究，分析了影响底鼓的主要因素，给出了底鼓变形量的计算公式，提出了治理公路隧道底鼓的具体措施。……