高速列車作用下路基振動(dòng)響應(yīng)與傳播特性的試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著如今高速列車時(shí)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(yùn)營(yíng)后的列車循環(huán)動(dòng)荷載使地基產(chǎn)生附加沉降越來越可觀，大量的巖土工程與土動(dòng)力學(xué)問題隨之凸現(xiàn)。而國(guó)內(nèi)新建高速鐵路缺少對(duì)應(yīng)實(shí)測(cè)資料以供相關(guān)研究分析。本文針對(duì)這一現(xiàn)狀，依托國(guó)家首條列車運(yùn)行最高時(shí)速達(dá)350km/h的客運(yùn)專線京津城際進(jìn)行了路基振動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，得到了以各種速度行駛的高速列車對(duì)路基產(chǎn)生的動(dòng)力響應(yīng)資料，并據(jù)此進(jìn)行了振動(dòng)響應(yīng)與傳播特性的試驗(yàn)研

2、究：
　　 在京津城際鐵路JJK86+274路基斷面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，對(duì)時(shí)速分布于113km/h至344km/h的共41車次的高速列車進(jìn)行了振動(dòng)測(cè)試，獲取了分布于軌道板中心至路基邊緣的6個(gè)測(cè)點(diǎn)的10個(gè)速度傳感器的共410組試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)測(cè)試中采集的樣本數(shù)據(jù)，繪出包括振動(dòng)速度，振動(dòng)加速度，振動(dòng)位移等振動(dòng)響應(yīng)要素時(shí)程波形圖曲線，分析了其振動(dòng)響應(yīng)特征。進(jìn)行了振動(dòng)頻域特性分析，檢驗(yàn)了振動(dòng)數(shù)據(jù)周期性，確定了周期振動(dòng)能量

3、的集中頻段。分析了行車速度對(duì)路基振動(dòng)響應(yīng)的影響，使用散點(diǎn)圖擬合的方式，統(tǒng)計(jì)了不同車速下各個(gè)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)要素特征值的變化發(fā)展。
　　 進(jìn)行了路基振動(dòng)傳播特性的研究，繪制出不同傳播情況振動(dòng)傳播曲線圖，分析了其特征和發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)比不同車速下傳播曲線的變化。對(duì)傳播過程中振動(dòng)頻域特性進(jìn)行了研究，分析了不同車速下振動(dòng)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(yàn)獲得速度時(shí)程數(shù)

4、據(jù)作為時(shí)程邊界加載，對(duì)測(cè)試路基斷面進(jìn)行了二維數(shù)值模擬。對(duì)數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，確定了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性與合理性。在此基礎(chǔ)上，對(duì)模型路基體內(nèi)振動(dòng)空間分布特性、振動(dòng)要素時(shí)程響應(yīng)特性，振動(dòng)傳播特性，動(dòng)應(yīng)力沿深度分布規(guī)律等進(jìn)行了進(jìn)一步研究，得到了合理的結(jié)果。
　　 本文的研究得到了我國(guó)高速列車軌下路基動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)程與特征值，以及其沿路基表面的傳播與衰減形式。為國(guó)家今后的高速鐵路設(shè)計(jì)與施工提供技術(shù)參考，為高速鐵路運(yùn)營(yíng)期路基長(zhǎng)期