摘要
为了研究悬浮隧道在水下爆炸冲击波和气泡脉动联合作用下的位移响应,将悬浮隧道简化为可活动弹性支座有阻尼锚索连续弹性支撑梁,基于Hamilton原理建立运动微分方程,通过Galerkin法和Runge-Kutta法,运用Mathematica编程对其进行求解;对所建立的冲击波与气泡脉动联合荷载模型和悬浮隧道模型进行了验证,并对比例距离、爆点倾角、爆点深度、锚索参数和管体参数等影响因素进行了对比分析,对影响参数的重要性进行了深入分析并给出了合理建议.结果表明:水下爆炸冲击波与气泡脉动联合作用对悬浮隧道系统的位移响应影响显著,基于理论计算结果,当爆点倾角分别取最不利工况时,结构Y方向最大位移远大于Z方向,即爆点倾角的改变对结构位移响应影响较大;随着比例距离、爆点深度、锚索刚度、锚索阻尼和隧道长度的增大,管体跨中最大位移呈衰减趋势,且比例距离和锚索刚度的增大对结构位移响应有较好的抑制作用;随着锚索间距增大,管体跨中最大位移呈增长趋势,且锚索间距的改变对结构位移响应影响显著.在悬浮隧道设计阶段应着重考虑锚索刚度的选择和锚索间距的布置,从而保证结构在运营过程中的安全.提出的可活动弹性支座有阻尼锚索连续弹性支撑梁模型及水下爆炸冲击波与气泡脉动联合荷载模型,更符合实际运营情况,具有较好的可靠性,该研究对悬浮隧道设计有一定参考价值.
基金项目
国家自然科学基金(51708042)
陕西省自然科学基础研究计划(2019JQ-008)
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