中南大学隧道工程课件11-1PPT推荐.ppt

1、高速铁路具有高速铁路具有高速铁路具有高速铁路具有新颖、快速、经济、舒适新颖、快速、经济、舒适新颖、快速、经济、舒适新颖、快速、经济、舒适的旅行环境，优的旅行环境，优的旅行环境，优的旅行环境，优质的运输服务等特点，从而提高了铁路与其它运输方式竞质的运输服务等特点，从而提高了铁路与其它运输方式竞质的运输服务等特点，从而提高了铁路与其它运输方式竞质的运输服务等特点，从而提高了铁路与其它运输方式竞争的能力，成为世界铁路旅客运输发展的共同趋势，也是争的能力，成为世界铁路旅客运输发展的共同趋势，也是争的能力，成为世界铁路旅客运输发展的共同趋势，也是争的能力，成为世界铁路旅客运输发展的共同趋势，也是铁路技术

2、现代化的标志。铁路技术现代化的标志。第11章 高速铁路隧道工程概述 轮轨铁路：常用轮轨铁路：常用高速铁路主要形式高速铁路主要形式高速铁路主要形式高速铁路主要形式 磁悬浮：德国，我国上海磁悬浮：德国，我国上海 管道磁浮：处于研究阶段管道磁浮：处于研究阶段 11.1 11.1 11.1 11.1 概述概述概述概述 1964196419641964年日本铁路新干线的运营（最高时速年日本铁路新干线的运营（最高时速年日本铁路新干线的运营（最高时速年日本铁路新干线的运营（最高时速200km/h200km/h200km/h200km/h），标），标），标），标志着铁路高速技术进入实用化阶段。志着铁路高速技术

3、进入实用化阶段。1980198019801980年以后，年以后，年以后，年以后，法国、德国、意大利、西班牙、英国、比利法国、德国、意大利、西班牙、英国、比利法国、德国、意大利、西班牙、英国、比利法国、德国、意大利、西班牙、英国、比利时、瑞士、俄罗斯时、瑞士、俄罗斯时、瑞士、俄罗斯时、瑞士、俄罗斯等国都先后开始兴建高速铁路，其最高时等国都先后开始兴建高速铁路，其最高时等国都先后开始兴建高速铁路，其最高时等国都先后开始兴建高速铁路，其最高时速已经达到速已经达到速已经达到速已经达到300300300300350km/h350km/h350km/h350km/h。目前，日本、法国正在研究和开发时速目前

4、，日本、法国正在研究和开发时速目前，日本、法国正在研究和开发时速目前，日本、法国正在研究和开发时速500km500km500km500km的超高速铁的超高速铁的超高速铁的超高速铁路，预计路，预计路，预计路，预计21212121世纪初开通的日本中央新干线就是一例。世纪初开通的日本中央新干线就是一例。第11章 高速铁路隧道工程概述高速铁路的发展历史高速铁路的发展历史高速铁路的发展历史高速铁路的发展历史 高速铁路的发展，必然伴随高速铁路的发展，必然伴随高速铁路的发展，必然伴随高速铁路的发展，必然伴随大量隧道工程大量隧道工程大量隧道工程大量隧道工程的出现，这主的出现，这主的出现，这主的出现，这主要是因

5、为高速铁路的线路技术标准（平纵断面）要远远高于要是因为高速铁路的线路技术标准（平纵断面）要远远高于要是因为高速铁路的线路技术标准（平纵断面）要远远高于要是因为高速铁路的线路技术标准（平纵断面）要远远高于普通铁路。普通铁路。国外已建的大部分高速铁路隧道所占的比例均较大，如国外已建的大部分高速铁路隧道所占的比例均较大，如国外已建的大部分高速铁路隧道所占的比例均较大，如国外已建的大部分高速铁路隧道所占的比例均较大，如日本山阳线隧道占线路总长的日本山阳线隧道占线路总长的日本山阳线隧道占线路总长的日本山阳线隧道占线路总长的50505050。我国将于近几年兴建的高速铁路包括我国将于近几年兴建的高速铁路包括

6、我国将于近几年兴建的高速铁路包括我国将于近几年兴建的高速铁路包括武广、京沪、郑西、武广、京沪、郑西、武广、京沪、郑西、武广、京沪、郑西、石太、京津、合宁、合武、温福、福厦、甬温石太、京津、合宁、合武、温福、福厦、甬温石太、京津、合宁、合武、温福、福厦、甬温石太、京津、合宁、合武、温福、福厦、甬温和和和和沪汉蓉沪汉蓉沪汉蓉沪汉蓉大通大通大通大通道等十余条线路道等十余条线路道等十余条线路道等十余条线路。其中隧道占有相当大的比例。第11章 高速铁路隧道工程概述 当列车进入隧道时，原来占据着空间的空气被排开，当列车进入隧道时，原来占据着空间的空气被排开，当列车进入隧道时，原来占据着空间的空气被排开，当

7、列车进入隧道时，原来占据着空间的空气被排开，空气的粘性以及隧道壁面和列车表面的摩阻作用使得被空气的粘性以及隧道壁面和列车表面的摩阻作用使得被空气的粘性以及隧道壁面和列车表面的摩阻作用使得被空气的粘性以及隧道壁面和列车表面的摩阻作用使得被排开的空气不像隧道外那样及时、顺畅地沿列车两侧和排开的空气不像隧道外那样及时、顺畅地沿列车两侧和排开的空气不像隧道外那样及时、顺畅地沿列车两侧和排开的空气不像隧道外那样及时、顺畅地沿列车两侧和上部形成绕流。于是，列车上部形成绕流。于是，列车前方的空气受压缩前方的空气受压缩前方的空气受压缩前方的空气受压缩，列车，列车，列车，列车后后后后方则形成一定的负压方则形成一

8、定的负压方则形成一定的负压方则形成一定的负压，从而对运营产生一系列负面影响，从而对运营产生一系列负面影响，从而对运营产生一系列负面影响，从而对运营产生一系列负面影响的空气动力学效应。的空气动力学效应。第11章 高速铁路隧道工程空气动力学问题11.2 11.2 11.2 11.2 高速铁路隧道空气动力学问题高速铁路隧道空气动力学问题高速铁路隧道空气动力学问题高速铁路隧道空气动力学问题 11.2.1 11.2.1 11.2.1 11.2.1 主要空气动力学效应主要空气动力学效应主要空气动力学效应主要空气动力学效应（1 1 1 1）由于）由于）由于）由于瞬变压力瞬变压力瞬变压力瞬变压力，造成旅客耳膜

9、不适，舒适度降低，并对铁，造成旅客耳膜不适，舒适度降低，并对铁，造成旅客耳膜不适，舒适度降低，并对铁，造成旅客耳膜不适，舒适度降低，并对铁 路员工和车辆产生危害；路员工和车辆产生危害；（2 2 2 2）行车阻力加大行车阻力加大行车阻力加大行车阻力加大，引起对列车动力和能耗的特殊要求；，引起对列车动力和能耗的特殊要求；（3 3 3 3）列车风加剧列车风加剧列车风加剧列车风加剧，影响在隧道中待避的作业人员；，影响在隧道中待避的作业人员；（4 4 4 4）高速列车进入隧道时，会在隧道出口产生）高速列车进入隧道时，会在隧道出口产生）高速列车进入隧道时，会在隧道出口产生）高速列车进入隧道时，会在隧道出口

10、产生微压波微压波微压波微压波，引起爆，引起爆，引起爆，引起爆 破噪声并危及洞口建筑物；破噪声并危及洞口建筑物；（5 5 5 5）列车克服阻力所做的功转化为热量，隧道内）列车克服阻力所做的功转化为热量，隧道内）列车克服阻力所做的功转化为热量，隧道内）列车克服阻力所做的功转化为热量，隧道内温度升高温度升高温度升高温度升高；（6 6 6 6）产生空气动力学）产生空气动力学）产生空气动力学）产生空气动力学噪声噪声噪声噪声问题（与车速的问题（与车速的问题（与车速的问题（与车速的6 6 6 68 8 8 8次方成正比）。次方成正比）。第11章 高速铁路隧道工程空气动力学问题 11.2.2 11.2.2 1

11、1.2.2 11.2.2 瞬变压力瞬变压力瞬变压力瞬变压力 瞬变压力瞬变压力瞬变压力瞬变压力：列车从开敞的线路刚进入隧道时，列车周围：列车从开敞的线路刚进入隧道时，列车周围的空气压力由于突然受到隧道有限空间的约束而在短时间内的空气压力由于突然受到隧道有限空间的约束而在短时间内的空气压力由于突然受到隧道有限空间的约束而在短时间内的空气压力由于突然受到隧道有限空间的约束而在短时间内产生巨大变化称为瞬变压力。产生巨大变化称为瞬变压力。当瞬变压力由列车外部压力传播到列车内部，再传到人当瞬变压力由列车外部压力传播到列车内部，再传到人当瞬变压力由列车外部压力传播到列车内部，再传到人当瞬变压力由列车外部压力

12、传播到列车内部，再传到人体内时，会使旅客产生生理上的不适体内时，会使旅客产生生理上的不适体内时，会使旅客产生生理上的不适体内时，会使旅客产生生理上的不适即即即即耳膜压感不适耳膜压感不适耳膜压感不适耳膜压感不适，从而大大降低乘客的舒适度。瞬变压力在一定值范围内，人从而大大降低乘客的舒适度。瞬变压力在一定值范围内，人体不会有明显感觉，超过一定值时，会明显不适。体不会有明显感觉，超过一定值时，会明显不适。第11章 高速铁路隧道工程空气动力学问题 目前研究表明：目前研究表明：列车在明线上行驶，车头压力约为列车在明线上行驶，车头压力约为列车在明线上行驶，车头压力约为列车在明线上行驶，车头压力约为300P

13、a300Pa300Pa300Pa，车中压力基本为，车中压力基本为，车中压力基本为，车中压力基本为0 0 0 0，车尾压力为负值；车尾压力为负值；在进入隧道洞口过程中，车头压力急剧上升，车尾压力则出现在进入隧道洞口过程中，车头压力急剧上升，车尾压力则出现在进入隧道洞口过程中，车头压力急剧上升，车尾压力则出现在进入隧道洞口过程中，车头压力急剧上升，车尾压力则出现下降；下降；对于铁路隧道，当列车速度在对于铁路隧道，当列车速度在对于铁路隧道，当列车速度在对于铁路隧道，当列车速度在160km/h160km/h160km/h160km/h以下时，人体没有明显以下时，人体没有明显以下时，人体没有明显以下时，

14、人体没有明显感觉，当行车速度在感觉，当行车速度在感觉，当行车速度在感觉，当行车速度在200km/h200km/h200km/h200km/h以上时，会有明显不适感觉。以上时，会有明显不适感觉。对于地铁区间隧道，当列车速度在对于地铁区间隧道，当列车速度在对于地铁区间隧道，当列车速度在对于地铁区间隧道，当列车速度在80km/h80km/h80km/h80km/h以下时，人体没有明以下时，人体没有明以下时，人体没有明以下时，人体没有明显感觉，当行车速度在显感觉，当行车速度在显感觉，当行车速度在显感觉，当行车速度在120km/h120km/h120km/h120km/h以上时，会有明显不适感觉。第11章 高速铁路隧道工程空气动力学问题 11.2.2 11.2.2 11.2.2 11.2.2 瞬变压力瞬变压力瞬变压力瞬变