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列车振动荷载作用下基坑支护结构动力响应的研究

日期:2021年10月04日 编辑:ad201107111759308692 作者:无忧论文网 点击次数:562
论文价格:300元/篇 论文编号:lw202109221722281868 论文字数:42255 所属栏目:土木工程论文
论文地区:中国 论文语种:中文 论文用途:硕士毕业论文 Master Thesis
相关标签:土木工程论文
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4.1.2 材料参数确定 .............................. 31

第五章  列车荷载作用下基坑支护结构动力响应分析 ................................ 42

5.1 地铁振动随机激励得施加 ......................................... 42

5.2  不同开挖深度下基坑支护结构的动力反应分析 ................................. 43


第五章  列车荷载作用下基坑支护结构动力响应分析


5.1 地铁振动随机激励得施加

在上一章的第三节里我们讨论了地铁振动随机荷载得确定,我们使用实测数据通过MATLAB 软件得到地铁运行加速度数定表达式,再通过建立得动力学平衡方程来得到地铁振动随机荷载,通过将地铁振动随机荷载写入 COMSOL 软件中从而得到地铁振动随机荷载的施加。我们还可以通过 MATLAB 转换加速度为动荷载的形式,写入 COMSOL 软件中,同时将荷载放在指定位置中起作用。

网格越精细,单元数和自由度相应就更高。为了能够使计算结果更为精确为了节约计算时间和计算成本,需要通过软件进行滤波处理。所以为了能达到更好的效果就需要使入射波的最大频率减小,我们使用 Origin 软件中信号处理菜单下的 FFT 滤波器进行低频滤波。为了能使结果足够的精确所以选择截止频率为 20Hz 并进行数据输出。

通过 Origin 软件进行滤波处理后我们得到地铁振动加速度时程曲线图 5-1(a)以及傅里叶频谱图 5-1(b)。滤波处理截断 20Hz 以上频率的入射波。 

图 5-1  加速时程曲线和傅里叶频谱

图 5-1  加速时程曲线和傅里叶频谱

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第六章  结论与展


6.1  结论

本文针对列车振动荷载作用下基坑支护结构的动力响应问题,提出了可用于波动问题动力分析的复合人工边界条件,基于 COMSOL 软件建立了列车动力学响应问题的计算模型,通过有限元软件的计算,分析了基坑支护结构不同开挖深度下受到列车振动载荷作用时支护结构的动力响应情况。选择深圳市某校区新建工程项目作为背景,对比数值模拟结果与实际测量结果,得到以下研究成果:

(1)  本文通过 COMSOL 软件完成列车振动荷载作用下支护结构的三维建模,并引入新的人工边界条件功能梯度粘弹性边界层,分别对二维结构和三维结构的算例进行验证,通过数值模拟验证我们发现,受到激励信号作用时二维结构功能梯度粘弹性边界层的吸收效果要好于三维结构的功能梯度粘弹性边界层。针对三维结构粘弹性人工边界层吸收效果没达到预期,本文通过对三维结构的功能梯度粘弹性边界层与其他边界条件进行复合,得到吸收效果更好的复合边界条件,吸收效果可以达到预期要求。这种边界条件的发展空间还很大,我们可以通过不同的公式对边界条件粘性系数赋值,得到更小的反射和更好的吸收效果。

(2)  本文所采用的由功能梯度粘弹性边界层和低反射边界所组成的边界条件,是一种新型的复合边界条件,它克服了低反射边界对入射波角度的要求,以及远置边界可能产生大位移畸变等不利与计算结果的问题。再减小了计算量的同时能够获得很高的计算精度。也对波动问题时域分析提供一种新型的边界条件的选择,探索了这种复合边界条件在岩土工程动力响应分析中的应用。研究结果表明这种复合边界的吸收效果要好于传统的边界条件,采用这种复合边界条件的数值模拟结果精度更高、计算效率更高、实用性更强并且更容易实现,操作简单。

参考文献(略)