隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展,列車的運營速度、軸重、路網(wǎng)密度和行車密度逐步提高,由此引發(fā)的環(huán)境振動也日益增強。這種振動不僅會危害周邊建筑的安全性,還會對沿線附近精密儀器的使用產(chǎn)生影響,并對沿線居民的生理健康產(chǎn)生危害。因此,分析高速列車引起的環(huán)境振動,并研究如何降低這種振動具有十分重要的理論意義和工程價值。本文通過室內(nèi)試驗、理論分析和數(shù)值模擬,對高速列車引起的振動波在土體中的傳播與衰減規(guī)律和隔振屏障的隔振效果及其影響因素進行研究。本文主要的研究內(nèi)容和成果如下:（1）以上海地區(qū)第（4）層灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土為研究對象,通過控制圍壓和施加初始偏應力來模擬土體深度變化,分析軟黏土動彈性模量和阻尼比隨深度的變化規(guī)律。土體動彈模和阻尼比均隨著深度的增大而增大,并且其增長速率逐漸減小。動彈模和阻尼比隨著動荷載的提高而增大。動彈模、阻尼比隨深度的變化規(guī)律符合對數(shù)函數(shù)與指數(shù)函數(shù)。（2）將無砟軌道簡化為雙層梁模型,并對軌道結構動力方程進行Fourier變換,分析了軌道墊層和CA砂漿對軌道臨界速度和振動響應的影響。軌下墊層剛度對軌道臨界速度和軌道振動響應的影響均十分有限;軌道臨界速度隨著CA砂漿剛度的增大而增大... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

國家中長期高速鐵路規(guī)劃圖

力和循環(huán)荷載次數(shù)的增加，土體體積收縮，土體破碎程度顯著提高，土體累積破碎變化率逐漸降低。李瑞山等[27]采用高精度動三軸試驗儀研究了不同荷載頻率對典型砂土和黏土的動剪切模量及阻尼比的影響，結果表明荷載頻率對砂土的動剪切模量和阻尼比影響不明顯，但對黏土的影響較大，且隨著頻率的增加，黏土的動剪切模量也隨之增加，阻尼比則會逐漸減小。王謙等[28]對甘南地區(qū)次生黃土進行了室內(nèi)動三軸試驗，繪制了循環(huán)荷載作用下d d 的關系曲線（圖 1-2），分析了甘南黃土的動剪切模量和阻尼比的發(fā)展特征，并提出了動剪切模量衰減模型和阻尼增長模型，結果表明次生黃土的動剪模量比隨動剪應變增大而減小，變化趨勢滿足負指數(shù)衰減模型；阻尼比隨動剪應變的增大而增大，變化趨勢服從對數(shù)關系。馬林等[29]采用 GDS 動三軸儀，將車輛荷載作用模式等效為半正弦波形，分析各種因素對路基動力特性的影響規(guī)律，結果表明路基土體的體變隨波形比的增大而增大，其動彈性模量隨干密度的增大而增大。楊文波等[30]采用隧道襯砌管片與周圍土體共同作用的模型試驗方式，分析了隧道襯砌結構和周圍土體在頻域與時域下的動力響應特性，以及振動能量的傳播及衰減規(guī)律，實驗表明頻響函數(shù) FRF 是隧道襯砌結構和周圍土體自身的動力響應特性的體現(xiàn)，與激振力的大小、掃頻方向及掃頻時間無關。

工程碩士學位論文包括有限元法、邊界元法及有限元和邊界元結合的方法[51]。 和 Domínguez[52,53]采用時域三維有限元結合邊界元的方法，用移動得到振動響應后再將各個荷載下的響應進行疊加。Zhu 和 Lin[32, 33元，利用三維有限元模型模擬鋼拱橋，研究了高速列車通過鋼拱橋的共振問題，并且考慮了列車軌道的耦合作用。Celebi[54]采用薄層，并用邊界元模擬遠場區(qū)域采，建立了移動荷載作用下的列車—軌學成等[55-57]采用 2.5 維有限元方法來研究高速列車引起的軌道和地道方向坐標變量的傅里葉變換將三維問題降為二維平面應變問題，內(nèi)進行有限單元的離散和求解，分析了當列車速度接近地基表面瑞常超等[58,59]采用了多剛體四分之一車輛模型，將輪軌作用力明確區(qū)載，將軌道不平順耦合進 2.5 維有限元法，通過對比光滑和非光滑順引起的輪軌動荷載。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]車輛荷載作用下山西路基重塑黃土的動力特性研究[J]. 馬林,張軍,劉亞明.  地震工程學報. 2018(01)
[2]高鐵列車荷載作用下樁網(wǎng)復合地基振動特性模型試驗[J]. 牛婷婷,劉漢龍,丁選明,陳育民.  巖土力學. 2018(03)
[3]盾構隧道與周圍土體在列車振動荷載作用下的動力響應特性[J]. 楊文波,陳子全,徐朝陽,晏啟祥,何川,韋凱.  巖土力學. 2018(02)
[4]考慮三維波動的飽和土中管樁群樁的水平振動研究[J]. 劉林超,閆啟方,閆盼.  巖土力學. 2017(10)
[5]某城市地鐵沿線填充屏障的隔振預測[J]. 鄭國琛,吳應雄,祁皚.  南昌大學學報(工科版). 2017(02)
[6]甘南地區(qū)黃土的動模量與阻尼比特性研究[J]. 王謙,李娜,王平,侯鵬博,鐘秀梅,王峻,王會娟.  巖土工程學報. 2017(S1)
[7]鐵路路基填充屏障隔振效果的模型試驗研究[J]. 張雷剛,劉晶磊,侯恩品,王一峰,馮桂帥.  鐵道建筑. 2017(04)
[8]填料性質(zhì)對砂土填充溝隔振效果的影響試驗研究[J]. 馮桂帥,劉晶磊,張瑞恒,王一峰,侯恩品.  鐵道建筑. 2017(02)
[9]荷載頻率對動模量阻尼比影響的試驗研究[J]. 李瑞山,陳龍偉,袁曉銘,李程程.  巖土工程學報. 2017(01)
[10]地鐵列車振動環(huán)境影響預測的薄片有限元–無限元耦合模型[J]. 馬龍祥,劉維寧,劉衛(wèi)豐,晏啟祥.  巖石力學與工程學報. 2016(10)

博士論文
[1]高速鐵路粉質(zhì)粘土地基靜、動力特性及沉降規(guī)律研究[D]. 劉家順.遼寧工程技術大學 2015
[2]高速鐵路非平順無砟軌道動力響應研究[D]. 程翀.浙江大學 2015
[3]地鐵激勵下振動的傳播規(guī)律及建筑物隔振減振研究[D]. 申躍奎.同濟大學 2007
[4]高速列車運動荷載作用下地基和隧道的動力響應分析[D]. 邊學成.浙江大學 2005

碩士論文
[1]黃土地區(qū)地鐵車站數(shù)值模擬的人工邊界及動力分析[D]. 尹尚之.長安大學 2016
[2]高架高速鐵路運行下的層狀地基土動力學響應及隔振研究[D]. 李丹.西南科技大學 2016
[3]地鐵列車引起的周圍建筑物振動及二次噪聲預測研究[D]. 張勝龍.北京交通大學 2016
[4]哈齊客專路基凍脹融沉現(xiàn)場監(jiān)測分析[D]. 李燕杰.石家莊鐵道大學 2015
[5]地鐵列車引起的地基振動及浮置板減振研究[D]. 金皖鋒.浙江大學 2013
[6]軌道不平順引起的結構與地基振動[D]. 常超.浙江大學 2012
[7]高速鐵路引起的環(huán)境振動及隔振研究[D]. 劉泳鋼.西南交通大學 2011
[8]三自由度體系高速列車荷載作用下地基動力響應分析[D]. 伍云利.浙江大學 2010
[9]高速列車振動的傳播與隔振工程研究[D]. 郭瑋.湖南大學 2008



本文編號：3121521