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填充沟对运行列车引起环境振动影响的理论研究与数值分析
| 论文题名： | 填充沟对运行列车引起环境振动影响的理论研究与数值分析 |
| 关键词： | 列车运行;地面振动;填充沟;隔振效果 |
| 摘要： | 随着铁路大提速以及城市轨道建设高峰期时代的到来，由列车运行引起的振动所造成的环境公害问题越来越严峻，这种持续性的振动公害给沿线居民的生活、工作带来了极大的不便，对周边建筑特别是古建筑的安全、精密仪器和设备的使用也造成了很大程度的影响。所以研究由列车运行引起的地面振动以及如何减小这种振动危害的课题，是具有重大意义和现实价值的。 本文从介绍振动波在土体介质中的传播以及连续屏障隔振原理入手，推导出瑞利波在填充沟屏障处的反射、透射系数，结合列车运行时轨道动反力的等效和提取，继而推导出填充沟隔振条件下列车运行引起的地面振动响应。对填充沟参数（沟宽、沟深、沟位置以及填充材料等）变化对隔振效果的影响进行了理论分析，得到了一些有工程实用性的规律。 本文建立了土体-填充沟模型，并加载同样的列车振源激励，将得到的数值结果与理论计算结果进行对比，验证了理论推导公式的适用性。填充沟的各参数对隔振效果的影响经数值模拟计算，证实了与理论计算的影响趋势是一致的，本文还特别讨论了模型在不同接触条件下（协调接触和弹性接触）地面振动的响应情况。本文得到的主要研究成果如下: (1)对填充沟隔振效果影响最大的因素是填充沟的材料特性，材料与土体的差异性越大，隔振效果也好，反之隔振效果越差。在本文研究中，泡沫板隔振效果最好，砂砾石隔振效果最差。 (2)填充沟的宽度对隔振效果有影响，宽度增加，地面振级会有一定的下降，但宽度的选择要在工程造价和节约用地的范围内综合考虑。 (3)填充沟深度和填充沟位置对填充沟的隔振效果影响不大。但考虑到应尽可能的减小振动波在沟底的绕射，可将填充沟深度设置为一倍的瑞利波长。 (4)在数值模拟时考虑土体-填充沟之间的弹性接触关系能更真实的反应它们之间的动力相互作用，更符合真实的振动情况。 |
| 作者： | 赵如涛 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 姚锦宝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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