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不同黄土地区板式无砟轨道垂向动力分析
| 论文题名： | 不同黄土地区板式无砟轨道垂向动力分析 |
| 关键词： | 黄土地区;铁路轨道;垂向动力分析;MATLAB编程 |
| 摘要： | 近些年由于高速铁路网的快速延伸，和高速铁路相关的技术问题引起了各个部门的高度重视。这些问题中最突出的当属高速铁路运行导致的环境振动问题并且各国学者对此进行了相应的现场试验和理论研究。但是在以黄土为地基的高速铁路上运行导致环境振动的研究还很少。在我国，随着一系列在黄土地区高铁线的通车，开展黄土地区高速铁路行车引起的环境振动研究具有非常重要的理论价值和工程现实意义。本文主要针对西安和太原两个黄土地区的高速铁路环境振动引发的问题进行研究。 本文以车辆—轨道耦合动力学为理论基础建立了车辆—板式无砟轨道垂向耦合动力学模型，构建相应方程并用MATLAB编程，以中国高速铁路无砟轨道谱作为不平顺激励并采用新型显式积分法计算出轮轨力，将轮轨力作为移动荷载加入到由大型有限元软件ANSYS建立的板式无砟轨道—路基—黄土地基有限元模型中，分析在板式无砟轨道—路基—黄土地基模型中车辆运行速度以及黄土含水率对振动规律的影响。 根据模型动力响应计算结果和分析得到以下主要结论: 由于钢轨与列车轮对直接接触的缘故，钢轨较轨道其它结构相比位移和加速度的峰值明显大;扣件和CA砂浆对底座版与轨道板之间固结和对振动的衰减都起了至关重要的作用，进而保护了路基结构和黄土地基层。 车辆运行速度主要影响振动系统的加速度，车辆运行速度越大振动系统的加速度越大，加速度在深度方向和横向方向上衰减也越快。相比于加速度，振动系统的位移和竖向应力受行车速度的影响较小。黄土的含水率主要影响振动系统竖向位移在深度方向和横向方向上的衰减，含水率越高受到的影响越大。振动系统的加速度和竖向应力只是在轨道横向距离上对其敏感，含水率越高产生振动系统的加速度和竖向应力也越大。 本文经计算后发现在铁路轨道横向方位上振动主要集中在距轨道中心线左右两边18m范围以内，而相应的评价标准要求将居民区与轨道线路中线间隔距离20m以上，因此达到了规范所制定的标准。 比较西安和太原两地区黄土所呈现的力学特性可以得出:西安地区黄土比太原地区黄土结构性更加稳定。基本符合了中国黄土分布的特点即力学特性由西向东稳定性逐渐增强。 |
| 作者： | 孙国安 |
| 专业： | 道路与铁路工程 |
| 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： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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