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Rayleigh波作用下地下综合管廊动力响应三维数值分析
摘要：
随着城市化进程的加速，地下综合管廊建设成为解决城市交通、燃气、水利等问题的重要方式。然而，由于其处于地下，暴露于复杂的地质环境和外界振动作用下，地下综合管廊的动力响应成为研究的重点和难点。本文以Rayleigh波作用下的地下综合管廊动力响应为研究对象，基于ANSYS/LS-DYNA软件，建立三维有限元模型，进行数值模拟分析。研究结果表明，Rayleigh波具有明显的横向波动作用，对管廊产生的竖向和横向位移、应力等动态响应产生明显影响。同时，管廊的材料和尺寸也是影响其动力响应的重要因素。本文的研究结果有助于提高地下综合管廊的设计和建设水平，为城市化进程提供重要的技术支持。
关键词：地下综合管廊；Rayleigh波；有限元模型；动力响应；数值模拟
Abstract:
Withtheaccelerationofurbanization,theconstructionofundergroundcomprehensivepipegallerieshasbecomeanimportantwaytosolveurbantraffic,gas,waterandotherproblems.However,duetoitsundergroundlocation,exposedtocomplexgeologicalenvironmentandexternalvibration,thedynamicresponseofundergroundcomprehensivepipegallerieshasbecomethefocusanddifficultyofresearch.ThispapertakesthedynamicresponseofundergroundcomprehensivepipegalleriesunderRayleighwaveastheresearchobject,basedonANSYS/LS-DYNAsoftware,andestablishesathree-dimensionalfiniteelementmodelfornumericalsimulationanalysis.TheresearchresultsshowthatRayleighwaveshaveobvioustransversewaveeffects,whichhaveasignificantimpactonthedynamicresponseofverticalandhorizontaldisplacementandstressofthepipegallery.Inaddition,thematerialandsizeofthepipegalleryarealsoimportantfactorsaffectingitsdynamicresponse.Theresearchresultsofthispaperarehelpfultoimprovethedesignandconstructionlevelofundergroundcomprehensivepipegalleries,andprovideimportanttechnicalsupportfortheprocessofurbanization.
Keywords:undergroundcomprehensivepipegalleries;Rayleighwave;finiteelementmodel;dynamicresponse;numericalsimulation
一、引言
随着城市化进程的加速，地下综合管廊建设成为解决城市交通、燃气、水利等问题的重要方式。地下综合管廊除了能够节约土地资源外，还具有减少上地面建筑物数量和高度、缓解交通压力、提高城市景观质量等优点，因此有着广泛的应用前景。
然而，地下综合管廊的建设和使用过程中，存在种种挑战。一方面，地下综合管廊处于地下，面临着不稳定的地质环境和复杂的地下管网，其结构安全性需要保证。另一方面，地下综合管廊暴露于各种外界振动作用下，如地震波、车辆行驶振动等，其运行稳定性也需要得到保证。因此，针对地下综合管廊的动力响应研究，具有重要的理论和实践意义。
本文以Rayleigh波作用下的地下综合管廊动力响应为研究对象，建立三维有限元模型，进行数值模拟分析。本文的研究结果有助于提高地下综合管廊的设计和建设水平，为城市化进程提供重要的技术支持。
二、研究方法
1.数值模拟原理
数值模拟是一种有效的研究动态响应的方法。本文采用基于ANSYS/LS-DYNA的有限元方法，对地下综合管廊的动力响应进行数值模拟分析。
有限元方法是将研究对象分割成有限个小区间，对每个小区间建立简单的模型，通过定义其内部属