隔振溝對移動列車荷載的隔振研究.pdf

1、隔振溝對移動列車荷載的隔振研究R e d u c t i o n o f T r a i n - ·i n d u c e d V i b r a t i o n sb yU s i n g a n I s o l a t i o nT r e n c h學(xué)科專業(yè)：防災(zāi)減災(zāi)工程及防護(hù)工程研究生：王靖雅指導(dǎo)教師：巴振寧副教授天津大學(xué)建筑工程學(xué)院二零一五年十二月中文摘要近年來列車運(yùn)行速度的大幅提升，極大地促進(jìn)了沿線地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，

2、也顯著地改善了人們的工作和生活水平，但同時(shí)引發(fā)的環(huán)境振動問題也愈顯突出，特別是當(dāng)列車移動速度與臨界速度接近時(shí)產(chǎn)生的共振現(xiàn)象。隔振溝具有設(shè)計(jì)簡單和施工方便的優(yōu)點(diǎn)，因此開展隔振溝對列車運(yùn)行引起的地基振動的隔振研究，有著重要的理論意義和工程指導(dǎo)價(jià)值。本文建立了含隔振溝層狀彈性( 飽和) 地基一軌道耦合模型，采用2 ．5 維間接邊界元方法( I B E M ) 求得了含隔振溝層狀地基的柔度，再由層狀地基表面軌道中心點(diǎn)與軌道豎向位移相等實(shí)現(xiàn)軌道和

3、含隔振溝層狀地基的耦合完成問題的求解。通過與已有結(jié)果的對比證實(shí)了方法的可靠性，并對不同地基、隔振溝參數(shù)下的模型進(jìn)行了算例分析，具體如下。基于含空溝( 填充溝) 層狀彈性地基一軌道耦合模型，分析了列車以低音速、跨音速、超音速運(yùn)行時(shí)，空溝和填充溝對位移、速度和加速度動力響應(yīng)的隔振效果；討論了空溝和填充溝的基本參數(shù)對隔振效果的影響；比較研究了均勻半空間地基和基巖上單一土層地基隔振效果的差異；最后對瑞典實(shí)際地基上的X 2 0 0 0列車引起的地

4、基振動的隔振情況進(jìn)行了模擬研究。研究表明不同地基模型下隔振溝有著不同的隔振效果，且隔振溝深度、寬度及其中心與軌道中心的距離均對隔振效果有不同程度的影響；通過對瑞典X 2 0 0 0 高速列車引起的實(shí)際地基振動的隔振計(jì)算發(fā)現(xiàn)，隔振溝的隔振程度隨著溝深的增加而增大，而且相對低頻區(qū)域而言，空溝和填充溝對高頻波有著更好的隔振效果?；诤諟? 填充溝) 層狀飽和地基一軌道耦合模型，分析了列車低音速、跨音速、超音速條件下空溝和填充溝對位移、速度、

5、加速度的隔振效果；討論了空溝和填充溝的深度，飽和土孔隙率，地表透水條件，填充溝內(nèi)填充材料對隔振程度的影響；對比了干土地基與飽和土地基的差異；分析了層狀飽和地基中基巖與土層的剛度比對隔振程度的影響。研究表明，隔振溝在層狀飽和地基中的隔振程度優(yōu)于在均勻半空間飽和地基中的隔振程度；而且均勻半空間飽和場地上隔振溝的隔振程度優(yōu)于相應(yīng)單相彈性地基上隔振溝的隔振程度。另外，溝深、飽和土孔隙率、飽和基巖與飽和土層剛度比、填充溝內(nèi)的填充材料也對隔振溝的隔