牛紀(jì)強(qiáng)， 梁習(xí)鋒， 周 丹， 劉堂紅

(1. 中南大學(xué) 交通運(yùn)輸工程學(xué)院，長(zhǎng)沙 410075；2. 軌道交通安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中南大學(xué))，長(zhǎng)沙 410075)

明洞式隧道洞門開口率優(yōu)化

牛紀(jì)強(qiáng)1,2， 梁習(xí)鋒1,2， 周 丹1,2， 劉堂紅1,2

(1. 中南大學(xué) 交通運(yùn)輸工程學(xué)院，長(zhǎng)沙 410075；2. 軌道交通安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中南大學(xué))，長(zhǎng)沙 410075)

為獲得等截面開口型緩沖結(jié)構(gòu)相對(duì)最優(yōu)開口率，基于三維非定?？蓧嚎s雷諾時(shí)均N-S方程和標(biāo)準(zhǔn)κ-ε雙方程湍流模型，采用滑移網(wǎng)格方法，對(duì)3車編組的高速列車分別以250、300、350km/h速度通過(guò)開口率在20%～84%之間的等截面開口型緩沖結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬，并對(duì)隧道內(nèi)初始?jí)嚎s波和隧道出口氣壓爆波進(jìn)行研究. 結(jié)果表明:數(shù)值計(jì)算結(jié)果與動(dòng)模型試驗(yàn)相比，波形吻合度較好，幅值偏差均不超過(guò)6%；開口對(duì)初始?jí)嚎s波形幅值起到增大作用，并隨開口增大而先增大后減小，在開口率為60%時(shí)達(dá)到最大；初始?jí)嚎s波壓力梯度受開口影響顯著，隨著開口率增大而減小，且在開口率為40%以后變化不大，氣壓爆波隨開口率變化規(guī)律與初始?jí)嚎s波壓力梯度基本一致.

隧道工程；緩沖結(jié)構(gòu)；開口率；高速列車；初始?jí)嚎s波；氣壓爆波

隨著高速鐵路的快速發(fā)展和高速列車運(yùn)行速度的不斷提高，列車/隧道耦合空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)日益突出. 列車高速進(jìn)入隧道產(chǎn)生的瞬變壓力波在隧道內(nèi)傳播，到隧道出口處時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的爆破聲，即氣壓爆波. 隧道內(nèi)傳播的交變壓力波作用在車體上，會(huì)引起車體結(jié)構(gòu)疲勞，而傳播至車內(nèi)會(huì)直接影響旅客乘車舒適度；氣壓爆波會(huì)破壞隧道出口的環(huán)境，使隧道出口附近的居民受到噪聲干擾、建筑物受到?jīng)_擊[1-4]. 1975年，日本山陽(yáng)新干線試運(yùn)行時(shí)，首次發(fā)現(xiàn)隧道氣壓爆波對(duì)周圍環(huán)境造成影響的現(xiàn)象，并對(duì)其進(jìn)行了研究[5]. 隨著中國(guó)既有線的不斷提速以及高速鐵路的快速、大規(guī)模修建，導(dǎo)致大量隧道工程不斷出現(xiàn). 隧道氣壓爆波危害逐漸增大. 文獻(xiàn)[6]基于一維、可壓縮、非定常、不等熵流動(dòng)理論與廣義黎曼變量特征線法，研究了開孔緩沖結(jié)構(gòu)不同參數(shù)對(duì)初始?jí)嚎s波強(qiáng)度和壓力梯度的影響，揭示了開孔緩沖結(jié)構(gòu)的空氣動(dòng)力學(xué)特征，對(duì)探討減緩洞口氣壓爆波提供了一種分析方法，但是此方法是建立在隧道內(nèi)空氣流通截面是時(shí)間和流動(dòng)距離的二元函數(shù)假設(shè)的基礎(chǔ)上，且是基于一維、可壓縮、非定常、不等熵流動(dòng)理論與廣義黎曼變量特征線法，其局限性較大，準(zhǔn)確度不高；文獻(xiàn)[7]對(duì)高速列車突入隧道與緩沖結(jié)構(gòu)時(shí)進(jìn)行了數(shù)值模擬，且數(shù)值算法經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，確定了喇叭形緩沖結(jié)構(gòu)側(cè)面開口的最佳開口率為0.2，具有一定參考價(jià)值. 文獻(xiàn)[8]還利用高速列車空氣動(dòng)力學(xué)模型試驗(yàn)對(duì)高速列車在進(jìn)入帶有緩沖結(jié)構(gòu)隧道過(guò)程中瞬變壓力傳播機(jī)理進(jìn)行研究，但主要是針對(duì)無(wú)開口緩沖結(jié)構(gòu)提出了隧道內(nèi)最大壓力和最大壓力梯度變化規(guī)律計(jì)算公式. 文獻(xiàn)[9]通過(guò)對(duì)緩沖結(jié)構(gòu)形狀以及各種參數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行定性與定量對(duì)比，得知具有開孔的緩沖結(jié)構(gòu)也可較大幅度降低隧道出口附近氣壓爆波強(qiáng)度，但是需要綜合比較才能選取最佳結(jié)構(gòu)參數(shù). 文獻(xiàn)[10]利用高速列車模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)列車進(jìn)入隧道所形成的壓縮波、氣壓爆波進(jìn)行了測(cè)試分析，對(duì)不同長(zhǎng)度喇叭型緩沖結(jié)構(gòu)削減氣壓爆波效果進(jìn)行了比較，得到了有關(guān)氣壓爆波產(chǎn)生、傳播以及緩沖結(jié)構(gòu)緩構(gòu)對(duì)降低氣壓爆波效果的規(guī)律. 文獻(xiàn)[11]基于動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)采用三維數(shù)值模擬方法，研究了100 m2隧道斜切式洞門頂部開口面積大小對(duì)壓力峰值、壓力梯度降低效果的影響，得到了不同車速下的開口率建議值，其數(shù)值算法缺少驗(yàn)證，且開口率局限在20%～30%. 文獻(xiàn)[12]基于經(jīng)典的線性基爾霍夫聲學(xué)理論，通過(guò)求解氣體動(dòng)力學(xué)瞬態(tài)準(zhǔn)一維方程得到初始?jí)嚎s波源數(shù)據(jù)，并進(jìn)行了相關(guān)研究. 文獻(xiàn)[13]通過(guò)研究不同橫截面積的緩沖結(jié)構(gòu)和隧道與緩沖結(jié)構(gòu)連接處的過(guò)渡形式對(duì)壓力梯度及其形狀的影響，算法未經(jīng)驗(yàn)證，且優(yōu)化形狀較復(fù)雜，有較大施工難度. 文獻(xiàn)[14]在數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果有很好吻合度的基礎(chǔ)上，研究了列車橫截面與長(zhǎng)度和通風(fēng)井大小對(duì)隧道內(nèi)壓力波的影響. 文獻(xiàn)[15]基于三維可壓縮歐拉方程，采用有限元法，對(duì)四種形式的隧道洞門形式對(duì)壓縮波前的影響進(jìn)行了研究，給出了不同類型緩沖結(jié)構(gòu)的減緩效果對(duì)比. 文獻(xiàn)[16-18]根據(jù)列車馬赫數(shù)確定緩沖結(jié)構(gòu)開口的分布，用格林函數(shù)控制開口尺寸的方法，使壓力波前呈線性增長(zhǎng)，來(lái)降低隧道出口氣壓爆波，并對(duì)初始?jí)嚎s波形進(jìn)行了分析比較，但其推薦的尺寸可能會(huì)過(guò)小，還需要進(jìn)行縮比模型試驗(yàn)進(jìn)行修正.

由于隧道出口地形復(fù)雜，在隧道口設(shè)置緩沖結(jié)構(gòu)時(shí)需考慮到工程實(shí)際的施工難度和可行性問(wèn)題，需根據(jù)實(shí)際情況選擇合適類型的緩沖結(jié)構(gòu)，而對(duì)于明洞式緩沖結(jié)構(gòu)開口率對(duì)初始?jí)嚎s波及其壓力梯度和氣壓爆波影響方面的研究涉及較少，而隨著高速列車速度的不斷提高，隧道出口氣壓爆波造成的危害日益顯著. 因此，本文主要研究列車分別以250、300、350 km/h速度通過(guò)有效凈空面積為100 m2單洞雙線無(wú)砟隧道時(shí)，緩沖結(jié)構(gòu)開口率對(duì)隧道出口氣壓爆波和隧道內(nèi)初始?jí)嚎s波及其壓力梯度的影響.

1 數(shù)學(xué)模型

高速列車以不低于250 km/h的車速通過(guò)隧道時(shí)，列車周圍流場(chǎng)處于強(qiáng)非定常、湍流狀態(tài)，列車馬赫數(shù)雖然小于0.3，但是隧道內(nèi)空氣會(huì)受到隧道壁面的限制而無(wú)法自由流動(dòng)，并受到車體擠壓，此時(shí)需要考慮空氣的壓縮性；考慮到列車與隧道間的空氣受到摩擦和傳熱等影響，氣流為不等熵流動(dòng). 因此，采用非定常、粘性、可壓縮流的N-S方程來(lái)求解列車過(guò)隧道的流場(chǎng)，κ-ε兩方程湍流模型在模擬列車輛過(guò)隧道具有廣泛應(yīng)用[19-21]，而標(biāo)準(zhǔn)κ-ε兩方程湍流模型在模擬氣壓爆波方面得到了良好的結(jié)果[22-23]. 本文亦采用標(biāo)準(zhǔn)κ-ε兩方程湍流模型來(lái)模擬列車過(guò)隧道的氣動(dòng)特性.

本文計(jì)算采用商用軟件Fluent，其中速度和壓力的耦合方式采用SIMPLEC算法，對(duì)流項(xiàng)的離散采用具有二階精度的QUICK格式，擴(kuò)散項(xiàng)的離散采用二階精度的中心差分格式，考慮到氣壓爆波和初始?jí)嚎s波壓力梯度對(duì)時(shí)間較為敏感，時(shí)間項(xiàng)離散采用二階隱式格式.

2 計(jì)算模型及區(qū)域

2.1 計(jì)算模型

本文計(jì)算模型采用3車編組高速列車，定義H為車高，列車總長(zhǎng)20.65H，頭、中、尾車分別長(zhǎng)6.88H、6.6H和 6.88H，如圖1所示. 根據(jù)文獻(xiàn)[24]中的規(guī)定，對(duì)車體表面進(jìn)行了必要且合理的簡(jiǎn)化，考慮到本文研究對(duì)象為列車進(jìn)入緩沖結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的壓縮波以及其通過(guò)隧道傳播至隧道出口處形成的氣壓爆波. 因此，列車表面采用三角形網(wǎng)格離散，在靠近列車附近區(qū)域采用四面體網(wǎng)格劃分，其他區(qū)域采用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分. 為了能夠準(zhǔn)確捕捉列車突入隧道緩沖結(jié)構(gòu)時(shí)在隧道內(nèi)產(chǎn)生的壓力變化，在車身表面附近和隧道入口處進(jìn)行了加密處理，考慮到遠(yuǎn)離列車、隧道及緩沖結(jié)構(gòu)處的網(wǎng)格對(duì)隧道內(nèi)壓力波的產(chǎn)生和傳播影響很小，故網(wǎng)格較為稀疏. 與動(dòng)模型試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比后，確定此次數(shù)值計(jì)算中車體表面最小網(wǎng)格為0.01m，隧道入口緩沖結(jié)構(gòu)處最小網(wǎng)格為0.05m，列車運(yùn)行方向緩沖結(jié)構(gòu)附近處相鄰網(wǎng)格間距為0.1m，隧道上網(wǎng)格間距為0.5m. 空間體網(wǎng)格約700萬(wàn)左右. 采用雙時(shí)間步長(zhǎng)控制時(shí)間推進(jìn)，物理步長(zhǎng)在[0.1ms, 0.15ms]，步內(nèi)迭代50次. 本文模擬的列車速度分別為250、300、350km/h，隧道為有效凈空面積為100m2、線間距為5m的單洞雙線隧道，長(zhǎng)1km，且不考慮隧道長(zhǎng)度對(duì)于壓縮波的非線性效應(yīng). 根據(jù)文獻(xiàn)[25]中建議對(duì)緩沖結(jié)構(gòu)開口面積為隧道斷面有效面積的0.2～0.3倍，為了尋找相對(duì)最優(yōu)開口率，本文明洞式(等截面)緩沖結(jié)構(gòu)開口率設(shè)置在20%～84%之間. 開口Y方向(垂直于列車運(yùn)行方向)寬度為4m不變，只改變X方向(列車運(yùn)行方向)長(zhǎng)度. 定義開口率為開口面積與隧道有效凈空積之比. 圖2為隧道高速列車和緩沖結(jié)構(gòu)及附近表面網(wǎng)格圖.

圖1高速列車模型

(a)隧道洞門

(b)高速列車

2.2 計(jì)算區(qū)域

為模擬高速列車通過(guò)緩沖結(jié)構(gòu)進(jìn)入隧道時(shí)，產(chǎn)生的初始?jí)嚎s波沿隧道方向傳播過(guò)程. 本文采用滑移網(wǎng)格方法，更真實(shí)、直接的模擬高速列車在線路上運(yùn)行過(guò)程. 為保證了流場(chǎng)的充分發(fā)展，避免邊界條件對(duì)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的影響，隧道前后計(jì)算域X方向長(zhǎng)度為81H，Y方向?qū)挾葹?8H，Z方向高度為19H，列車頭部距隧道入口為20H，H為車高. 高速列車過(guò)隧道計(jì)算區(qū)域如圖3所示.

2.3 邊界條件

給定高速列車運(yùn)動(dòng)邊界條件，其速度為：X方向速度分量為列車運(yùn)行速度v，Y、Z方向速度分量等于0. 計(jì)算流域邊界設(shè)置如圖3所示，隧道出口流域兩側(cè)面、頂面及遠(yuǎn)處端面均為基于黎曼不變量無(wú)反射的遠(yuǎn)場(chǎng)邊界條件，隧道及流域地面給定無(wú)滑移邊界條件. 壁面區(qū)域流場(chǎng)采用標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)控制求解.

圖3 計(jì)算區(qū)域

3 算法驗(yàn)證

為驗(yàn)證本文所采用計(jì)算方法的正確性，提高計(jì)算結(jié)果的可信度. 在中南大學(xué)列車空氣動(dòng)力特性動(dòng)模型試驗(yàn)系統(tǒng)上進(jìn)行試驗(yàn). 該試驗(yàn)系統(tǒng)是基于流動(dòng)相似原理，將高速列車、隧道和線路等制作成縮比模型，通過(guò)彈射系統(tǒng)使高速列車縮比模型在縮比線路上無(wú)動(dòng)力高速運(yùn)行，可模擬高速列車交會(huì)，與地面、周圍環(huán)境的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，真實(shí)再現(xiàn)高速列車過(guò)隧道等三維非定常可壓縮流動(dòng)過(guò)程，并獲得高速運(yùn)行中的列車空氣動(dòng)力特性.

試驗(yàn)中采用的列車模型與數(shù)值計(jì)算中一致，為進(jìn)行動(dòng)模型試驗(yàn)，對(duì)列車模型進(jìn)行了1∶20縮比制作. 模型列車試驗(yàn)速度為300km/h. 隧道模型長(zhǎng)50m(可模擬實(shí)際長(zhǎng)為1km，有效凈空面積100m2的單洞雙線隧道)，高速列車/隧道試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鐖D4所示.

圖4 高速列車/隧道模型

數(shù)值計(jì)算與模型試驗(yàn)對(duì)比中，主要關(guān)注初始?jí)嚎s波和隧道出口氣壓爆波，而初始?jí)嚎s波為取距模型隧道入口20 m處測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)所得，氣壓爆波為距模型隧道出口洞門1 m處測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)所得，來(lái)研究隧道內(nèi)初始?jí)嚎s波和氣壓爆波的影響. 圖5為隧道內(nèi)壓力測(cè)點(diǎn)和隧道出口氣壓爆波測(cè)點(diǎn)布置圖.

(a)橫截面

(b)縱截面

圖6為高速列車模型以300 km/h車速通過(guò)隧道時(shí)，相應(yīng)測(cè)點(diǎn)所得初始?jí)嚎s波壓力pin及其壓力梯度dpin/dt)的動(dòng)模型試驗(yàn)與數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果對(duì)比. 從圖6可知，初始?jí)嚎s波的計(jì)算波形與試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)的波形吻合度高，但是在初始?jí)嚎s波的峰值區(qū)域差異較大，這是由于數(shù)值計(jì)算中對(duì)于列車、隧道間空氣的摩擦模擬不準(zhǔn)確造成的，但是這不影響對(duì)氣壓爆波起主要評(píng)價(jià)作用的初始?jí)嚎s波波前壓力梯度. 初始?jí)嚎s波波前壓力梯度幅值偏差均不超過(guò)6%，滿足工程應(yīng)用要求.

(a)初始?jí)嚎s波

(b)初始?jí)嚎s波梯度

4 計(jì)算結(jié)果及分析

圖7為單列高速列車通過(guò)隧道時(shí)，隧道壁面壓力變化典型波形. 對(duì)隧道出口氣壓爆波起主要作用的是隧道內(nèi)初始?jí)嚎s波，初始?jí)嚎s波峰值增大主要是由于車體表面摩擦效應(yīng)引起Δpfr增大造成的，初始?jí)嚎s波壓力梯度增大主要是列車頭部進(jìn)入緩沖結(jié)構(gòu)和隧道時(shí)導(dǎo)致圖7中列車頭部進(jìn)入隧道時(shí)產(chǎn)生的壓力變化ΔpN增大的緣故；從圖6中單列高速列車過(guò)隧道的壓力變化曲線也可反映出這一點(diǎn)，由于列車編組短，效果不顯著.

4.1 開口率對(duì)初始?jí)嚎s波影響

圖8為高速列車以不同車速通過(guò)不同開口率明洞型緩沖結(jié)構(gòu)時(shí)，測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)得到的初始?jí)嚎s波幅值隨開口率變化曲線. 從圖8中可知，不同速度等級(jí)下，初始?jí)嚎s波幅值隨開口率變化規(guī)律一致，均隨著開口率增大而先增大后減小，在開口率為60%附近出現(xiàn)拐點(diǎn).

圖7 列車通過(guò)隧道壁面壓力變化典型波形

Fig.7 Typical waveforms caused by the train passing through the tunnel

圖9為初始?jí)嚎s波幅值增大率隨開口率變化曲線. 由圖9可知，不同速度等級(jí)下，初始?jí)嚎s波幅值均在開口率為60%時(shí)增幅達(dá)到最大，車速為250 km/h時(shí)，增幅達(dá)6.4%；車速為300 km/h時(shí)，增幅達(dá)5.2%；車速為350 km/h時(shí)，增幅達(dá)5.1%. 因此，可知明洞型緩沖結(jié)構(gòu)開口對(duì)降低初始?jí)嚎s波幅值沒有效果，反而導(dǎo)致初始?jí)嚎s波幅值略微增大. 從圖9中還可以看出，隨著車速的增大，初始?jí)嚎s波幅值增幅降低，即開口對(duì)初始?jí)嚎s波幅值增大貢獻(xiàn)減小.

圖8 初始?jí)嚎s波隨開口率變化

圖9 初始?jí)嚎s波增大率隨開口率變化

Fig.9 Variation of the increasing rate of the initial compression wave with the opening rate

圖10為對(duì)應(yīng)圖9的初始?jí)嚎s波壓力梯度. 從圖中可知，不同速度下，隨開口率增大，初始?jí)嚎s波壓力梯度先減小后增大. 開口率40%以上，初始?jí)嚎s波壓力梯度變化不顯著.

圖11為初始?jí)嚎s波壓力梯度減低率隨開口率變化曲線. 由圖11可知，車速為250、300 km/h時(shí)，初始?jí)嚎s波壓力梯度降低率在開口率為48%時(shí)降幅達(dá)到最大，分別為48.3%和41.3%；車速為350 km/h時(shí)，在開口率為40%時(shí)降幅達(dá)到最大，為42.1%. 開口率大于60%后，壓力梯度降低率基本在40%左右. 4.2 開口率對(duì)氣壓爆波影響

圖12為隧道出口處氣壓爆波pm隨開口率變化曲線. 從圖12中可知，緩沖結(jié)構(gòu)開口對(duì)降低氣壓爆波有顯著效果. 氣壓爆波強(qiáng)度與壓縮波到達(dá)隧道內(nèi)初始?jí)嚎s波壓力梯度大致呈正比. 不同速度等級(jí)下，氣壓爆波隨開口率變化與初始?jí)嚎s波壓力梯度變化規(guī)律一致. 在開口率大于40%以后，隨著開口率繼續(xù)增大，氣壓爆波降低率變化不大.

圖10 壓力梯度隨開口率變化

圖11 壓力梯度降低率隨開口率變化

Fig.11 Variation of the decreasing rate of the pressure gradient with the opening rate

圖12 氣壓爆波隨開口率變化

圖13 氣壓爆波降低率隨開口率變化

Fig.13 Variation of the decreasing rate of the micro pressure wave with the opening rate

結(jié)合圖10～13可以得知，初始?jí)嚎s波壓力梯度隨開口率變化與氣壓爆波隨開口率變化規(guī)律及變化率基本一致. 因此，隧道內(nèi)初始?jí)嚎s波的壓力梯度可以有效的反映隧道出口處氣壓爆波.

5 結(jié) 論

1)緩沖結(jié)構(gòu)開口導(dǎo)致初始?jí)嚎s波增大，大致隨開口率增大而略微增大后又減小；不同速度等級(jí)下，初始?jí)嚎s波幅值均在開口率為60%時(shí)增幅達(dá)到最大，增幅在6%左右.

2)開口對(duì)降低初始?jí)嚎s波壓力梯度影響顯著，隨開口率增大，壓力梯度的降低率先增大后減??；車速為250、300 km/h，開口率為48%時(shí)，最優(yōu)；車速為350 km/h時(shí)，開口率為40%時(shí)最優(yōu).

3)隧道出口氣壓爆波變化規(guī)律同初始?jí)嚎s波梯度一致. 開口率在40%以上，隧道出口氣壓爆波降低效果不顯著. 車速為250、300、350 km/h時(shí)，開口率分別在60%、72%和40%時(shí)氣壓爆波降幅達(dá)到最大.

4)所確定的相對(duì)較優(yōu)的開口率對(duì)于其他類型的緩沖結(jié)構(gòu)適應(yīng)性有待研究，沒有考慮開口形狀和位置的影響，這將是下一步研究的內(nèi)容.

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(編輯 魏希柱)

Optimization on the opening rate of the open-cut tunnel portal

NIU Jiqiang1,2，LIANG Xifeng1,2，ZHOU Dan1,2，LIU Tanghong1,2

(1.School of Traffic and Transportation Engineering, Central South University, Changsha 410075, China;2.Key Laboratory of Traffic Safety on Track (Central South University), Ministry of Education, Changsha 410075, China)

In order to obtain the relative optimal opening rate of the open-cut tunnel portal, the three-carriage high-speed train running through the hood with different opening ratios (20%-84%) at different speeds (250, 300 and 350 km/h) was modeled by using sliding mesh method, and the three-dimensional unsteady compressible Reynolds-averagedN-Sequationandstandardκ-εequationturbulenceformulawereemployedinthisnumericalmodel.Thentheinitialcompressionwaveandmicropressurewaveweresimulatedandanalyzed.Theresultsindicatethatthenumericalresultsshowawellagreementwiththedynamicmodeltest,andthedeviationbetweenthemisnomorethan6%.Theamplitudeofinitialcompressionwaveincreaseswhenthehoodwithholes,anditincreasesatfirststageandthendecreaseswiththeincreasingofopeningratios,andreachesthemaximumvaluewhentheopeningratiosis60%.Thepressuregradientofinitialcompressionwaveissignificantlyaffectedbytheopeningrate.Itdecreaseswithincreasingoftheopeningrate,andtheamplitudeshowsasmallchangewhenopeningrateisgreaterthan40%.Similarly,theeffectsofopeningratemicropressurewaveshowthesamerulesasthepressuregradient.

tunnel engineering; hood; opening rate; high-speed train; initial compression wave; micro pressure wave

10.11918/j.issn.0367-6234.2017.03.028

2015-09-01

高鐵聯(lián)合基金(U1134203，U1334205);國(guó)家自然科學(xué)基金 (51575538);湖南省自然基金(14JJ3028);湖南省研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目(CX2015B046);中南大學(xué)教師研究基金(2013JSJJ014)

牛紀(jì)強(qiáng)(1988—)，男，博士研究生; 梁習(xí)鋒(1963—)，男，教授，博士生導(dǎo)師

梁習(xí)鋒，gszxlxf@163.com

U451.3；U

A

0367-6234(2017)03-0175-06