针对设计工作者对于带裂缝衬砌在气动荷载作用下的安全性疑虑,文章采用ABAQUS有限元软件和Fe-safe软件对带单一纵向裂缝、网状裂缝的高速铁路单线、双线隧道衬砌在围岩压力与气动荷载共同作用下的结构受力规律和疲劳寿命开展研究工作,主要结论有(1)除双线隧道拱顶存在网状裂缝工况外,气动荷载对其余工况的衬砌受力安全影响较小,在使用寿命周期内,结构不会发生疲劳破坏;(2)双线隧道拱顶存在网状裂缝时,裂缝在围岩压力作用下可能处于不稳定状态,需对结构进行加固处理;(3)气动荷载作用下,单线隧道单一纵向裂缝、网状裂缝工况和双线隧道单一纵向裂缝单车行驶、双车交会工况的疲劳寿命大于使用寿命周期的通车总对数,气动荷载不会诱发结构疲劳破坏。

为探明时速600 km等级磁悬浮列车高速通过隧道产生的压力脉动对乘员耳感舒适性的影响,提出时速600 km等级磁悬浮单线隧道的有效净空面积。采用三维可压缩黏性流体N-S方程和k-ε双方程湍流模型,研究磁悬浮列车单车通过隧道时,隧道净空面积、隧道长度以及车体动态气密指数等参数对车内外压力变化的影响规律,接着按照交变压力作用下的人体舒适性考核指标,获得了不同气密指数下时速600 km磁悬浮列车单线隧道最优净空面积。研究结果可为高速磁悬浮隧道工程设计提供有力的技术支撑。