原文传递
工程车辆荷载作用下地面的振动响应研究
| 论文题名： | 工程车辆荷载作用下地面的振动响应研究 |
| 关键词： | 工程车辆;移动荷载;Fourier变换;降阶法;动力响应 |
| 摘要： | 本文从理论和实测两方面对工程车辆荷载作用下地面的振动响应问题进行了研究。在理论研究方面，将地面及地面以下的地基土体考虑为均质弹性体且土体为无限厚度，将作用于地面的工程车辆荷载抽象为线形移动荷载，同时考虑地面动摩擦因数的影响，从而构建了工程车辆荷载作用下地面振动响应问题的平面二维计算模型。计算中，利用Dirac-delta函数和Heaviside阶跃函数将线形移动荷载描述为时间和空间坐标的解析函数，通过双重Fourier变换、降阶法以及矩阵运算等数学方法进行求解，推算出理论计算模型中各场量的解析解，本文采用数值分析的方法并借助MATLAB编程计算不断逼近解析解，以期获得近似的数值解，并利用离散Fourier逆变换进行数值反演，得出理论计算模型中各场量在空间和时间域的分布曲线，并对曲线进行振幅分析和频率分析。在实测研究方面，本文基于实际工程项目，对工程车辆行驶诱发的地面振动进行实测研究，通过东华动态应变测试分析系统（DH5922与DH610）采集地面振动加速度时程信号，得出振动能量沿地面的传播规律，并对加速度时程信号做傅里叶变换进行频谱分析，从而得出工程车辆行驶引起地面振动的频率分布规律。本文还通过实测数据的分析对理论研究成果进行对比验证发现，本文的理论求解思路和研究方法，在工程车辆行驶诱发地面振动问题的求解中具有可行性，并且通过理论研究与实测研究的对比分析，得到： （1）线形移动荷载作用下，荷载的分布长度和荷载集度对地面纵、横向振幅均存在一定影响；动摩擦因数对地面纵向振幅存在一定影响，而对横向振幅的影响不明显；通过频率分析发现，振动频率只与振源有关，在荷载值恒定不变的线形移动荷载作用下，其荷载分布长度、荷载集度以及动摩擦因数对频域分布均没有影响，而影响地面振动频率的只有荷载的移动速度。 （2）工程车辆荷载作用对地面纵、横向的振动影响存在不同，对地面纵向振动影响远大于横向振动影响，并且地面纵、横向振幅的衰减程度也不一致，沿纵向衰减缓慢，传播更远。通过频率分析发现，车辆行驶诱发的地面低频振动振幅比高频振动振幅大，并且随着振动频率的增大，地面纵、横向振幅均减小。 （3）车辆行驶速度对地面纵、横向振幅的大小均产生较大程度的影响，同时荷载移动速度越大，频谱曲线的波动越明显，振幅在频域内变化越剧烈。 |
| 作者： | 李奎奎 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 赵建昌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
