高铁隧道顶部开口缓冲结构微压波缓解规律分析及参数设计研究

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针对目前高速铁路隧道运营所引起的噪声问题,本文对列车时速为350km/h时隧道洞口缓冲结构降低音爆的措施进行研究分析,以无开口缓冲结构的压力梯度为基准,确定每种工况的降低率,最后给出最优方案的计算公式,便于指导设计及施工。主要结论如下:1、顶部单开口缓冲结构最优参数分析(1)顶部单开口缓冲结构随着开口距离的增加,压力梯度首波峰值递减,二次波峰值递增。当开口距离大于15m后,此时压力梯度曲线的峰值基本保持不变,说明压缩波在15m左右时完全形成,并且与开口长度和宽度无关。(2)当开口宽度为2m、3m、4m,随着开口距离的增加,最佳开口长度呈递减趋势,降低率也随着开口距离和开口宽度的增加而降低。所以当开口宽度为2m,开口距离为1m,开口长度为20m时(开口率40%),缓冲结构的降低率最大,达到45.31%。(3)延米降低率随着开口宽度增加而增加,随开口距离减小而减小。所以当开口距离为1m,开口宽度为4m、开口长度为13m时(开口率52%)延米降低率最大,其值为3.08%/m。2、顶部双开口缓冲结构最优参数分析(1)固定第一开口距离,增大第二开口距离,第一开口最佳长度递增,缓冲结构的总长和总降低率都在增大,但是延米降低率却在减小。固定第二开口距离,当增大第一开口距离时,匹配的第一开口长度递减,缓冲结构的总降低率和延米降低率都在减小后。(2)当第一、第二开口距离分别为lm和8m,第一、第二开口长度为12m和3m时,缓冲结构的总降低率最大,达到53.10%;当第一、第二开口距离为1m和6m,第一、第二开口长度分别为10m和4m时,缓冲结构的延米降低率最大,其值为2.46%/m。
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