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层状TI弹性或饱和半空间中列车运行引起的振动研究
| 论文题名： | 层状TI弹性或饱和半空间中列车运行引起的振动研究 |
| 关键词： | 移动荷载;横观各向同性;动力响应;轨道振动;列车运行 |
| 摘要： | 随着列车运行速度的大幅提升，列车运行引起的振动问题成为了土木工程和交通工程等领域中的热点研究课题。目前该研究多将土描述为各向同性介质。然而，天然土体在沉积分化作用下，表现出明显的横观各向同性（TI）特性。开展基于TI地基模型的列车运行振动研究有着重要的理论意义和工程指导价值。本文基于TI弹性以及饱和介质，开展了层状TI地基中列车运行诱发振动的相关研究。主要工作如下： 1、层状TI弹性半空间在移动集中荷载作用下的动力响应。首先建立了层状TI弹性半空间的三维动力刚度矩阵，并应用直接刚度法求解了成层TI弹性地基的动力响应；然后通过对数值算例进行计算，分析了移动荷载速度的改变、材料的各向异性以及地基分层等对于地基动力响应的影响，并得出了一些有益结论。 2、层状TI饱和半空间在移动集中荷载作用下的动力响应。首先建立了层状TI饱和半空间的三维动力刚度矩阵，并应用直接刚度法求解了成层TI饱和地基的动力响应；然后通过对数值算例进行计算，分析了移动荷载速度的改变、材料的各向异性、渗透性、地表透水条件以及分层情况等对于地基动力响应的影响，并得出了一些有益结论。 3、层状TI弹性地基-轨道耦合系统在移动列车荷载作用下的振动。基于文中给出的层状TI弹性三维动力刚度矩阵的基础上，求解了层状TI弹性地基的动力格林影响函数，建立了层状TI弹性地基-轨道耦合系统，对列车荷载作用下地表动力响应进行了研究，并分别对列车荷载的移动速度、地基材料的各向异性以及地基分层对地基动力响应造成的影响进行了分析。 4、层状TI饱和地基-轨道-车辆耦合系统动力响应研究。基于文中给出的层状TI饱和三维动力刚度矩阵的基础上，求解了层状TI饱和地基的动力格林影响函数，建立了层状TI饱和地基-路轨-列车耦合模型，研究了车轮和轨道间竖向不平顺引起的动荷载作用下系统的振动问题。并分别对振动荷载频率、横观各向同性参数、列车的移动速度以及地基分层等对动力响应的影响进行了分析。 本文通过计算分析获得了一些结论，为工程中层状TI弹性和饱和介质的应用以及高速列车作用下轨道-地基的耦合系统提供了有效的参考。 |
| 作者： | 高亚南 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 梁建文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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