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摘要
铁路隧道的线路建设常与城市地下燃气管线有所交叉，以某市铁路下穿天然气管道为背景，为分析隧道上方天然气管道爆炸对隧道结构的影响，提出在燃气管道周围设立U形槽的隔离防护措施。通过理论计算燃气管道爆炸三硝基甲苯(trinitrotoluene, TNT)当量，建立ABAQUS有限元三维数值模型的方法研究爆炸情况下隧道的结构响应及U形槽防护有效性。结果表明：在爆炸冲击作用下，隧道出现较严重拉伸损伤，在隧道上部圆拱部分出现较大位移变形，且已超出工程容许标准；爆源上部土体抛掷范围较大，位移云图分层明显；设立U形槽防护之后，隧道基本无塑性损伤，结构变形程度明显减小；U形槽阻碍了爆炸波在土体中传播，上部土体抛掷范围主要集中在U形槽内上方区域，且隧道上部土体位移情况有所改善。可见U形槽的设立在天然气爆炸时可以对隧道起到有效的防护作用，数值模拟结果可为类似工程案例提供参考。
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