实验概况：列车动载是导致铁路隧道病害产生的重要原因，当前隧道结构振动响应已成为土木工程领域的一个热门课题。由于隧道结构是一种埋于地层之中的隐蔽性工程，其现场振动实验和室内模型试验都极其复杂，实施困难，而且费用昂贵，可视效果差，很难在日常实验教学中普遍开展，故采用计算机虚拟仿真的方式进行相关辅助实验教学项目。本虚拟实验借助有限元（FEM）计算软件和二次开发接口自编程序，仿真模拟各种工况下的隧道结构振动响应，通过可视化计算结果演示，使学生直观、全面地呈现不同行车速度、不同围岩级别、不同断面形式的隧道结构的动力特性和响应规律。

实验目标：通过开展列车动载作用下隧道结构动力效应仿真实验，使学生掌握隧道结构动力学问题中的动力方程建立、边界条件设定、动荷载输入等基本知识；加深学生对隧道结构振动特性、结构响应影响因素的认识与理解；激发学生对相关研究领域的兴趣，增加学生的创新意识与专业技能。

实验功能：通过有限元（FEM）计算软件和二次开发接口自编程序，可以随时、动态、重复、直观地展示隧道结构振动响应的发展变化规律；可以任意组合工况，更加全面、系统地反映隧道结构动力效应的本质以及结构动力响应的关键影响因素。

教学效果：通过可视化的虚拟仿真实验，深化了学生对隧道结构动力学效应的理解与认识，提高了教学的生动性、直观性及有效性。

图69 列车荷载作用下隧道结构动力学响应仿真实验效果图