地铁运营下考虑隧道不均匀沉降的车-轨耦合动力研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51278463
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0807.岩土与基础工程
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

With the rapid development of underground railway transport, disasters caused by tunnel construction and operation have been focus. Most of the disasters are related to tunnel settlement. However, the construction and operation of the subway may result in the ground settlement especially in the cities filled with soft clay soil, which not only affects the normal use of the tunnels and surrounding buildings, but also become a threat to the security of people's lives. In this project, the present model of metro train-track coupled system will be improved by considering the elastic deformation of tunnel lining and soils. The dynamic interaction between vehicles and track systems (including monolithic bed track, elastic supporting block track and floating slab track) have been analyzed by the reverberation-ray matrix method, modal superposition method and Newmark method. The theoretical models for the three train-track systems under the nonuniform tunnel settlement and the track irregularity are established. Considering various train speeds, the vehicle-track vibrations under tunnel settlement are studied and the dynamic amplification factor is extracted. At the meantime, the in-site experiment will be carried out and the accelerations so obtained are to be compared with theoretical ones. The structural dynamic indicators and subway settlement standards for various train speeds will also be concluded in this project, as well as the suggestions for optimization design of the track systems. It is hoped that the present research can be applied for the design of subway track system and can be a theoretical guidance for the traffic safety.
随着地铁交通的快速发展,地铁建设与运营引起的灾害已成为关注的热点,很多灾害都与地铁的沉降有关,在大面积软粘土地区,地铁的施工和运营均可能产生隧道不均匀沉降,会影响隧道和周边建筑的正常使用,甚至影响人们的生命安全。本项目将改进现有的列车车辆-轨道分析模型,利用回传射线矩阵法等研究三类常用地铁轨道结构(轨枕埋入式整体道床轨道、弹性支承块轨道和钢弹簧浮置板轨道)与车辆的耦合动力性能;建立考虑隧道不均匀沉降的三类地铁轨道结构的分析模型,研究沉降分布参数对车轨动力性能的影响,提取不均匀沉降对于地铁车-轨的动力放大因子;选择地铁平顺区段和沉降区段进行现场动力测试,得到行车条件下的轨道动力响应,以验证和修正理论模型。通过研究,提出隧道不均匀沉降的结构动力学控制指标,以及不同行车速度下不均匀沉降的控制标准,并通过参数分析提出轨道的优化设计方案,为降低维护成本、保障通车安全、指导轨道结构选型提供理论支持。

结项摘要

随着地铁建设热潮的兴起,大面积软粘土分布地区的地铁施工和运营安全越来越受到大家的重视。本项目结合理论研究、室内实验和现场实测,分析了软土地区隧道不均匀沉降对车轨性能和运营安全的影响,并研究了隧道施工和运营情况下饱和软黏土的动力性能。具体包括:对轨枕埋入式整体道床轨道、弹性支承块轨道、钢弹簧浮置板轨道等三类轨道,分别建立了车辆-轨道-衬砌-土体系统动力学分析模型,基于回传射线矩阵法得到整体轨道的自振频率和模态,引进梁板理论改进短板型浮置板轨道的计算精度,并提出土体和隧道衬砌的合理刚度取值标准;建立了隧道不均匀沉降下地铁列车与三类常见轨道结构的耦合分析模型,通过参数分析得到不均匀沉降分布形式、地铁运营速度、轨道元件参数等因素对于地铁车轨动力性能的影响,并提出了不同车速下的不均匀沉降控制标准,通过参数分析得到轨道的优化设计方案;设计并进行地铁现场实测,将理论结果与实测结果进行对比验证;此外,研究得到了地铁下卧土层在列车荷载作用下的动力性能及长期沉降规律,建立了土体动刚度、孔压和动应力模型,并分析得到了新建盾构隧道对邻近已建隧道变形的影响等。本项目的研究成果可为地铁隧道的安全行车、轨道设计选型等提供理论依据,尤其对具有大面积软土地基分布的南方地区具有较大意义。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
排水条件对不同固结度软粘土动力特性影响试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    岩土工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    丁 智;张涛;魏新江;张孟雅
  • 通讯作者:
    张孟雅
地铁列车运营引起的地基土应力状态变化分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    岩土工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    丁智;葛国宝;魏新江;蒋吉清
  • 通讯作者:
    蒋吉清
地铁荷载下不同固结度软黏土的孔压试验模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    岩土力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张涛;丁智;王常晶;蒋吉清
  • 通讯作者:
    蒋吉清
循环荷载下不同固结度饱和软黏土刚度变化试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    岩土工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张涛;丁智;蒋吉清;章珊珊
  • 通讯作者:
    章珊珊
考虑施工扰动影响下地铁工后沉降及孔压变化数值分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    现代隧道技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    丁智;张孟雅;葛国宝;魏新江
  • 通讯作者:
    魏新江

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其他文献

Composite disturbance-observer-based control and H infinity control for complex continuous models
复杂连续模型的基于复合扰动观测器的控制和 H 无穷大控制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
    International Journal of Robust and Nonlinear Control
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    郭雷;魏新江
  • 通讯作者:
    魏新江
基坑开挖引起邻近盾构隧道转动与错台变形计算
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    岩土工程学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    魏纲;洪文强;魏新江;张鑫海;罗经纬
  • 通讯作者:
    罗经纬
土压平衡盾构掘进参数对地面隆起影响的研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    地下空间与工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏纲;周洋;魏新江;Wei Gang1,Zhou Yang2,Wei Xinjiang1(1.Department of;2.Shimao Property Holdings Limited,Shanghai 200120
  • 通讯作者:
    2.Shimao Property Holdings Limited,Shanghai 200120
盾构隧道施工阶段管片上浮的力学分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    岩石力学与工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏纲;洪杰;魏新江
  • 通讯作者:
    魏新江
偏心堆载引起的盾构隧道横向受力理论计算
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏纲;洪文强;魏新江;林心蓓;王立忠
  • 通讯作者:
    王立忠

其他文献

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考虑土拱效应的大直径泥水盾构下穿既有隧道影响研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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