第2期 马伟斌,等:中国高速铁路隧道气动效应研究进展 道长度关系的理论计算式为 xtc'lr/v-cl -c+(2n+x+)+x 当l<2cx+c2ln/-cl2 0 (2l-x)+ L/km a)a与L关系 (1+M)l 式中:Lc为车外最大负压临界隧道长度;l为隧道 长度;l为列车长度;c为当地声速;M为马赫数 通过现场实测数据的验证分析,指导动车组采 取保护机制以保证动车组风冷设备以及需要风冷的 设备的正常运行。车外最大负压临界隧道长度与车 速关系见图5。 )b与L关系 图6a、b与L的关系 h and l 的隧道,车内舒适度评价指标(压力3s变化极值小 于1.25kPa)对应的隧道内瞬变压力3s变化极值 的临界限值分别为6.8、5.9、5.3、4.8、4.2kPa 3.4动车组隧道内交会试验理论计算方法 通过理论计算与分析,本文提出了动车组隧道 内交会理论计算方法,为实现隧道内精确交会试验 提供了理论基础。通过标尺试验精确记录动车组A Lcm与v关系 Fig 5 Relationship between Lertu and 与B加速至350km·h-时,下行线动车组里程 3.2隧道内瞬变压力与洞口微气压波的关系 KxA350、KxBo及相应时间TxAs、Txs5,列车速度达到 通过现场海量数据的统计与归一化分析,本文 0km·h-后,恒速运行,记录动车组通过交会点 提出了隧道内瞬变压力(P)与洞口微气压波(Psx) 时的时刻TxA、T。然后动车组A与B同向 关系的理论式为 分别经下行线、上行线行驶,加速至350km·h-1。 精确记录动车组A与B加速至350km·h1时 0.9963ln(L)+9.1699 上行线动车组里程Ks30、Ks350及相应的时间 b=1.5475e TsA50、Tss0,列车速度达到350km·h-1后,恒速 式中:L为隧道长度;a、b为相关参数,a与L成对数运行,记录动车组通过交会点K时的时刻TsN 关系,b与L成指数关系。车速高于310km·h-1Ts。动车组A与B上下行方向运行交会时间差 时,a、b与L关系见图6 分别为 3.3车内和隧道内瞬变压力3s变化极值比例因 TxA35o+ 3600(K1-KxA50) A350 子与隧道长度的关系 350 通过统计分析隧道内瞬变压力与车内压力变 3600(K K 化,本文提出了特定密封条件下,车内和隧道内瞬变 压力3s变化极值比例因子(k)与隧道长度(L)理论 △TB50=T 600(K1-K 式为 3600(KsA5o-K1) k=0.0392ln(L)-0.062 SA350 并推出了长度分别为0.5、1.0、2.0、4.0、10.0km 交会位置产生偏差,调整时间为道长度关系的理论计算式为 当犾ｔｕ≥２犮狓＋犮２ 犾ｔｒ／狏－犮犾ｔｒ ４狏 时 狊＝ 狏 犮＋狏２犾ｔｕ ＋狓＋犮 狏 （ 犾ｔｒ）＋狓 当犾ｔｕ＜ ２犮狓＋犮２ 犾ｔｒ ／狏－犮犾ｔｒ ４狏 时 狊＝ 狏 犮－狏 （２犾ｔｕ －狓）＋狓 犔ｃｒｔｕ ＝ （１＋犕）犾ｔｒ ４犕２ 式中：犔ｃｒｔｕ为车外最大负压临界隧道长度；犾ｔｕ为隧道 长度；犾ｔｒ为列车长度；犮为当地声速；犕 为马赫数。 通过现场实测数据的验证分析，指导动车组采 取保护机制以保证动车组风冷设备以及需要风冷的 设备的正常运行。车外最大负压临界隧道长度与车 速关系见图５。 图５ 犔ｃｒｔｕ与狏关系 Ｆｉｇ．５ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎ犔ｃｒｔｕａｎｄ狏 ３．２ 隧道内瞬变压力与洞口微气压波的关系 通过现场海量数据的统计与归一化分析，本文 提出了隧道内瞬变压力（犘）与洞口微气压波（犘ＥＸ） 关系的理论式为 犘ＥＸ ＝犪犘犫 犪 ＝－０．９９６３ｌｎ（犔）＋９．１６９９ 犫＝１．５４７５ｅ０．０００２犔 式中：犔 为隧道长度；犪、犫为相关参数，犪与犔 成对数 关系，犫与犔 成指数关系。车速高于３１０ｋｍ·ｈ－１ 时，犪、犫与犔 关系见图６。 ３．３ 车内和隧道内瞬变压力３狊变化极值比例因 子与隧道长度的关系 通过统计分析隧道内瞬变压力与车内压力变 化，本文提出了特定密封条件下，车内和隧道内瞬变 压力３ｓ变化极值比例因子（犽）与隧道长度（犔）理论 式为 犽＝０．０３９２ｌｎ（犔）－０．０６２３ 并推出了长度分别为 ０．５、１．０、２．０、４．０、１０．０ｋｍ 图６ 犪、犫与犔 的关系 Ｆｉｇ．６ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐａｍｏｎｇ犪，犫ａｎｄ犔 的隧道，车内舒适度评价指标（压力３ｓ变化极值小 于１．２５ｋＰａ）对应的隧道内瞬变压力３ｓ变化极值 的临界限值分别为６．８、５．９、５．３、４．８、４．２ｋＰａ。 ３．４ 动车组隧道内交会试验理论计算方法 通过理论计算与分析，本文提出了动车组隧道 内交会理论计算方法，为实现隧道内精确交会试验 提供了理论基础。通过标尺试验精确记录动车组 Ａ 与 Ｂ 加速至 ３５０ｋｍ·ｈ－１ 时，下行线动车组 里 程 犓ＸＡ３５０、犓ＸＢ３５０及相应时间犜ＸＡ３５０、犜ＸＢ３５０，列车速度达到 ３５０ｋｍ·ｈ－１后，恒速运行，记录动车组通过交会点 犓Ｊ 时的时刻 犜ＸＡＪ、犜ＸＢＪ。然后动车组 Ａ 与 Ｂ同向 分别经下行线、上行线行驶，加速至３５０ｋｍ·ｈ－１。 精确记录动车 组 Ａ 与 Ｂ 加 速 至 ３５０ｋｍ·ｈ－１ 时， 上行 线 动 车 组 里 程 犓ＳＡ３５０、犓ＳＢ３５０ 及 相 应 的 时 间 犜ＳＡ３５０、犜ＳＢ３５０，列车速度达到３５０ｋｍ·ｈ－１后，恒速 运行，记录 动 车 组 通 过 交 会 点 犓Ｊ 时 的 时 刻 犜ＳＡＪ、 犜ＳＢＪ。动车组 Ａ 与 Ｂ上下行方向运行交会时间差 分别为 Δ犜Ａ３５０ ＝犜ＸＡ３５０ ＋３６００（犓Ｊ －犓ＸＡ３５０） ３５０ － 犜ＳＢ３５０ ＋３６００（犓ＳＢ３５０ －犓Ｊ） ３５０ Δ犜Ｂ３５０ ＝犜ＸＢ３５０ ＋３６００（犓Ｊ －犓ＸＢ３５０） ３５０ － 犜ＳＡ３５０ ＋３６００（犓ＳＡ３５０ －犓Ｊ） ３５０ 交会位置产生偏差，调整时间为 第２期 马伟斌，等：中国高速铁路隧道气动效应研究进展 ２９