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兰州黄土地区高速铁路路堑地段环境振动研究
| 论文题名： | 兰州黄土地区高速铁路路堑地段环境振动研究 |
| 关键词： | 黄土地基;高速铁路;列车荷载;环境振动;路堑地段 |
| 摘要： | 随着高速铁路的快速发展，虽然对人们的生活带来了极大的便利，带动了经济的发展，但其引起的环境振动问题也不容忽视。尤其是我国黄土面积分布较广，而且黄土作为一种结构疏松、孔隙大、对水敏感性较强的特殊土，研究其在列车荷载的反复作用下引起的振动问题显得尤为重要。 本文运用车辆-轨道耦合动力学作为计算理论，并结合有限元法，建立了列车-轨道垂向耦合模型，获得作用于轨道结构上的扣件荷载。通过对不同速度下得到的扣件荷载进行频谱分析，可知扣件荷载主要集中在低频，随着速度的增大，扣件荷载的高频成分逐渐增大。 利用 ANSYS建立双块式无砟轨道-路堑模型。将扣件荷载作为激振力输入到模型中，分析了不同车速下的振动响应，得出加速度峰值和其频谱幅值都随着车速的增大而增大，加速度高频成分也明显增加。在深度方向，加速度衰减速度随着速度的增大而加快，到一定深度后，速度对加速的衰减基本没有影响。 对比分析了不同路堑深度对振动的传播影响。加速度峰值和其频谱幅值都随着路堑深度的增加而减小，频率范围也随之减小。通过对加速度随距堑顶处距离的衰减规律分析，可知路堑深度在一定范围内增大会影响到靠近堑顶的地面振动，但是对远场地面振动的影响很小。 通过对比不同路堑坡度对振动响应的影响，表明加速度峰值和其频谱幅值都随着路堑坡度的减小而减小，频率范围也略微变窄。通过对加速度随距堑顶处距离的衰减规律分析，可知在靠近堑顶处一定范围内，坡度的变化会对振动产生影响，加速度衰减先快后慢，而较远处对振动基本没影响。 本文以兰州地区黄土为研究对象，以不同含水率的黄土动力学参数作为变量，研究了黄土地基中的振动响应。振动在黄土中的衰减较快，到一定深度只剩低频成分。含水率对加速度的影响在轨道结构和黄土地基中呈相反的趋势，在轨道结构中，加速度随着含水率的增大而减小。在黄土地基中，含水率对加速度的影响较小，随着含水率的增大，加速度逐渐增大。 |
| 作者： | 刘智鹏 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 李斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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