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摘要
高铁隧道衬砌病害日益恶化，衬砌掉块问题愈发严重，对列车运行安全危害极大。为探究隧道内行车时衬砌掉块脱落对行车安全性的影响，建立大气-隧道-衬砌掉块-列车三维数值模型，对列车运行条件下衬砌掉块的气动行为进行分析，研究片状衬砌掉块初始下落位置对行车安全性的影响。研究结果表明，不同剥落位置片状掉块沿隧道纵向位移均为负值；拱顶掉块沿隧道纵向位移平均为侧边墙掉块的1.45倍，上侧边墙掉块横向运动位移约为拱顶掉块的2～3倍；拱顶掉块随着距隧道中线距离的增大受流场结构影响越显著，初始加速度峰值越大；拱顶剥落的衬砌掉块可能与列车直接相碰，上侧边墙剥落的衬砌掉块可能与车身侧面相碰或者被卷入到轮轨内，下侧边墙剥落的衬砌掉块远离车身运动，对行车安全无影响。研究结果对今后高速铁路隧道衬砌病害防治具有参考意义。
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单位土木工程学院; 中南大学
