高速列车-轨道-地基土非平稳随机振动分析及场地反应谱研究

发布时间：2021-11-08 20:44

　　近年来,由高速轨道交通引起的环境振动问题日益突出,因此如何有效计算场地振动的响应统计特性,以及对高速列车引起的环境振动进行预测显得尤为重要。车辆和结构的相互作用具有强随机性,本文将基于随机振动的理论将辛方法、波谱单元法、虚拟激励法、薄层法,引入到耦合系统的振动分析中,计算分析了高速列车所引起的地基土振动的统计特性及场地反应谱,对环境振动的预测评价方法提供一定的理论参考。本文主要的研究内容为:（1）车辆-轨道耦合系统垂向随机振动分析本文将轨道视为无穷周期结构,联合辛方法和波谱单元法建立有砟轨道的波谱-辛运动方程;再利用虚拟激励法将不平顺转换成虚拟简谐激励力,可计算得到车辆、轨道各构件的虚拟响应,由此即可得到系统振动响应和轮轨力的功率谱密度函数。最后在数值算例中验证了本模型的正确性,并讨论了地基土特性对耦合系统各构件随机振动响应的影响。（2）高速列车引起的场地非平稳随机响应列车运行所引起的轨道的随机振动会经由地基土向四周传播,对附近场地造成影响。轮轨力荷载具有随机性,所以轨道附近地表上的任意观测点的振动响应是一个非平稳随机过程。首先利用薄层法建立轨道-地基土耦合模型。再利用虚拟激励法,求解... 

【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：109 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１本论文研究思路??Ｆｉｇ．?１－１?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｏｕｔｌｉｎｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｒｔｉｃｌｅ??

?＿??梁单元弯曲的竖向位移与转角、荷载边界条件的形式见图２－２，其中七、七为??频域内梁端的垂向位移，高、毛为频域内梁端的转角，兒为频域内梁端弯??１０??

本文将有砟轨道的钢轨看作是受离散支撑的欧拉梁单元，轨枕和道砟块看作??刚体。轨枕、道砟块均只研究其垂向振动响应。轨道各构件以线性离散弹簧阻尼??元件相连。所建的轨道结构模型如图２－３（ａ）所示。将轨道视为无穷周期性结构，应??用辛方法建立典型轨道子结构模型，选择相邻两扣件之间的轨道结构作为整个轨??道结构的典型子结构。子结构的示意图见２－３（ｂ）。同时为了提高高频振动部分的精??度，引入了波谱刚度矩阵，最终本节应用波谱－辛方法建立了有砟轨道的子结构模??型。??本节的研究对象是轨道的受力子结构，一个轨道子结构共６个自由度，包含??梁单元两端各２个自由度（垂向位移和转角）和２个内部自由度（轨枕和道砟块的垂??向位移自由度）。??．?丨＿?＇卞；卞?＞?ｔ?＇?１?，??钢轨?｜?ｍｒ?Ｅｒ?／ｒ?—｜?Ｉ?ｍｒ?１??〈中?＾?＊４＊?ｋｒｓ〈中?ｃｒｓ?？?ｋｒｓ?？?Ｃｒｓ??ｍｓ?ｍｓ?ｍｓ?ｍｓ?ｍｓ?ｍｓ??〇ｓｂ?ｃｓｂ??ｉｔ?５＾?ｍｂ?ｍｂ?ｍｂ?ｍｂ?ｍｂ?ｍｂ??￣７?￣７?￣／￣７?￣


本文编号：3484142