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摘要
列车脱轨会对隧道结构产生重大损害，为此提出一种在保证计算精度的前提下能大幅度提高计算效率的列车撞击盾构隧道混合多尺度动力分析模型，以降低列车脱轨事故的潜在风险。首先，建立考虑管片接头效应的常规非多尺度模型及2种单一多尺度模型（同类型单元粗细网格耦合多尺度模型和不同类型单元壳-体耦合多尺度模型），通过3种模型的管片静力学试验结果对比分析，验证2种单一多尺度模型的适用性；然后，将2种单一多尺度模型结合成混合多尺度模型，应用于列车撞击盾构隧道动力分析中，并与采用常规非多尺度模型的计算结果进行对比。结果表明：在静力荷载下，2种单一多尺度模型在位移、应力及损伤面积的分布规律上与常规非多尺度模型一致，计算值误差均在3.5%以内，且计算时间缩短了50%左右；在撞击荷载下，混合多尺度模型与常规非多尺度模型计算所得的管片位移和拉压损伤发展规律一致，但混合多尺度模型计算数值偏大，除拉伸损伤面积误差为8.56%外，其余结果误差均在5%以内；混合多尺度模型在保证计算精度的前提下，将计算时间缩减了62.4%，为类似问题提供了更为高效的解决方案。
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单位四川省机场集团有限公司; 西南交通大学
