解析-波數(shù)有限元混合模型分析地面高速軌道誘發(fā)的大地振動.pdf

1、本文在總結國內(nèi)外研究經(jīng)驗的基礎上，結合波數(shù)有限元方法和解析的波數(shù)-頻率域方法的優(yōu)點，建立了車輛-軌道-路基-大地系統(tǒng)耦合模型，分析了軌道各部件參數(shù)變化對軌道整體剛度的影響，探討了有砟軌道臨界速度的影響因素，并對諧波不平順影響下的軌道響應進行了初步的研究，其主要的研究結論總結有如下幾點：
　?。?）軌道結構剛度曲線在低頻段（0～第三階動剛度峰值頻率）存在三個自振頻率及三個動剛度峰值頻率。在第三階動剛度峰值頻率～100Hz的高頻段內(nèi)，

2、隨著頻率的升高，軌道剛度不斷減?。坏鼗突驳讓訌椥阅Ａ績H影響低頻段的軌道剛度變化。隨著地基和基床底層彈性模量的增加，三個自振頻率和動剛度峰值頻率明顯增大，軌道靜剛度略有增加，第一階自振頻率對應的波谷值（即軌道柔度峰值）減小，但軌道最大動剛度變化不大。
　　（2）基床表層、CA砂漿彈性模量在合理范圍內(nèi)變化對軌道結構整體剛度曲線幾乎沒有影響；隨著扣件剛度的增加，在各頻率下的軌道剛度都出現(xiàn)顯著增大，由共振引起的低頻段內(nèi)軌道剛度變化幅值

3、也出現(xiàn)顯著增加。但扣件剛度變化對低頻段內(nèi)自振頻率和動剛度峰值頻率沒有影響。
　　（3）軌道靜剛度和軌道各部件的彈性模量呈正相關。最大動剛度和扣件剛度正相關，和地基、基床底層和基床表層的彈性模量呈負相關?？奂偠葘壍漓o剛度和動剛度具有最顯著影響，基床底層彈性模量的影響次之。
　?。?）在作用單點移動荷載時鋼軌的垂向位移幅值隨著力移動速度的增加而略為增加，當力移動速度達到某臨界值時鋼軌垂向位移隨著力移動速度的增加而快速降低。此

4、臨界速度為軌道-路基-大地系統(tǒng)的臨界速度，其由軌道、路基和大地系統(tǒng)特性決定。在一、二和三號大地情況下，有砟軌道-大地系統(tǒng)的臨界速度分別為140m/s，80m/s和100m/s。
　?。?）大地土質(zhì)越軟，振動響應越大，第1個截止頻率越低；隨著速度的增加，越軟的大地會引起更大的最大位移幅值的波動，并在列車的前進方向上引起更大范圍的振動。
　　（6）多個移動常荷載作用下有砟軌道-路基-大地系統(tǒng)中存在多個臨界速度：一號大地上系統(tǒng)的前

5、兩個臨界速度為73m/s，143m/s；二號大地上系統(tǒng)的前兩個臨界速度為80m/s，175m/s；三號大地上系統(tǒng)的前兩個臨界速度為83m/s，170m/s。只有一號大地在速度超過第二階臨界速度后鋼軌位移響應幅值出現(xiàn)下降，而二號大地和三號大地的鋼軌最大位移幅值在越過第二階臨界速度后都隨著多點力移動速度的增加而增加。
　　（7）軌道-道砟-大地系統(tǒng)的振動加速度從上到下逐漸減小。在列車速度為200km/h，軌道諧波不平順取日常保養(yǎng)目標值