隧底围岩损伤条件下隧道结构动力响应及疲劳寿命研究

为研究隧底围岩软化、脱空下隧道结构的动力响应特性,结合现场测试和数值模拟,使用有限差分软件建立了数值模型,分析了隧底结构竖向位移、竖向加速度和主应力响应特征,预测了不同工况下隧底结构服役寿命。结果表明:随着隧底围岩软化系数的减小和脱空宽度的增加,结构的动力响应均呈现不同程度的增大;隧底结构服役寿命主要受抗拉强度的影响,最不利位置为轨下仰拱处。为便于工程实践中的安全管理与维护决策,将隧底结构疲劳寿命分为安全、警示、危险、严重危险四个等级,软化系数为0.6时或者脱空宽度为2.0 m时,隧底结构处于危险区,需立即采取措施进行整治。相关研究为保障重载铁路隧道的运行安全提供了坚实的理论支撑和实用指导。