高速列車作用下路基振動響應與傳播特性的試驗研究.pdf

1、隨著如今高速列車時速的不斷提高，以及高速鐵路不斷在各種飽和軟粘土、松散砂土等軟弱地基上延伸，高速鐵路運營后的列車循環(huán)動荷載使地基產生附加沉降越來越可觀，大量的巖土工程與土動力學問題隨之凸現(xiàn)。而國內新建高速鐵路缺少對應實測資料以供相關研究分析。本文針對這一現(xiàn)狀，依托國家首條列車運行最高時速達350km/h的客運專線京津城際進行了路基振動現(xiàn)場試驗，得到了以各種速度行駛的高速列車對路基產生的動力響應資料，并據(jù)此進行了振動響應與傳播特性的試驗研

2、究：
　　 在京津城際鐵路JJK86+274路基斷面進行現(xiàn)場試驗，對時速分布于113km/h至344km/h的共41車次的高速列車進行了振動測試，獲取了分布于軌道板中心至路基邊緣的6個測點的10個速度傳感器的共410組試驗數(shù)據(jù)。
　　 根據(jù)現(xiàn)場振動測試中采集的樣本數(shù)據(jù)，繪出包括振動速度，振動加速度，振動位移等振動響應要素時程波形圖曲線，分析了其振動響應特征。進行了振動頻域特性分析，檢驗了振動數(shù)據(jù)周期性，確定了周期振動能量

3、的集中頻段。分析了行車速度對路基振動響應的影響，使用散點圖擬合的方式，統(tǒng)計了不同車速下各個測點振動要素特征值的變化發(fā)展。
　　 進行了路基振動傳播特性的研究，繪制出不同傳播情況振動傳播曲線圖，分析了其特征和發(fā)展趨勢，并對比不同車速下傳播曲線的變化。對傳播過程中振動頻域特性進行了研究，分析了不同車速下振動能量及主頻率的在傳播過程中的變化和發(fā)展規(guī)律。
　　 使用有限元方法，選用ABAQUS作為分析軟件，使用試驗獲得速度時程數(shù)

4、據(jù)作為時程邊界加載，對測試路基斷面進行了二維數(shù)值模擬。對數(shù)值模擬計算結果與試驗結果進行了對比，確定了數(shù)值模擬的準確性與合理性。在此基礎上，對模型路基體內振動空間分布特性、振動要素時程響應特性，振動傳播特性，動應力沿深度分布規(guī)律等進行了進一步研究，得到了合理的結果。
　　 本文的研究得到了我國高速列車軌下路基動態(tài)響應時程與特征值，以及其沿路基表面的傳播與衰減形式。為國家今后的高速鐵路設計與施工提供技術參考，為高速鐵路運營期路基長期