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黄土地区高速铁路高架轨道系统诱发的环境振动的研究及数值分析
| 论文题名： | 黄土地区高速铁路高架轨道系统诱发的环境振动的研究及数值分析 |
| 关键词： | 高速铁路;环境振动;有限元理论;高架桥;动力学特性 |
| 摘要： | 随着近年来我国西北地区经济的快速发展，高速铁路建设项目的增多，在黄土地区高速铁路引起的环境振动问题成为了人们新的关注焦点。我国黄土分布广、厚度大、地层层序完整。在对环境振动现有研究成果的基础上，加之黄土地区的黄土有着自身的动力学特性，所以黄土地区高速铁路引起的环境振动问题成为了一个新的课题摆在了研究学者们的面前。本论文以郑西客运专线某高架桥段为背景，采用有限元理论以及有限元软件ANSYS对黄土地区高速铁路高架轨道系统进行有限元建模，然后通过数值分析计算，得出黄土地区高速铁路高架轨道系统引起的环境振动的传播规律，最后与郑西客运专线某高架桥段实测数据进行比较分析，得出环境振动在黄土地区高架桥段的一般传播规律，为以后的工程实践提供理论依据。本论文的主要内容如下： 1.概括叙述高速铁路的发展以及环境振动问题的提出，叙述了环境振动的发生机理，并且介绍了国内外学者对于环境振动的研究进展，通过介绍研究环境振动的方法和目的来描述环境振动。 2.简要叙述了有限元动力学分析理论，主要介绍了有限元动力学分析类型的分析过程，然后，叙述了针对环境振动的有限元分析，主要包含了运动方程的建立以及运动方程的求解过程。然后，主要简述西北黄土地区的黄土的动力学特性，为后续的有限元建模中的场地土参数以及环境振动传播时的动力分析参数的获取提供依据。 3.基于有限元理论，以郑西客运专线的某段高架桥为背景，应用有限元软件ANSYS建立高架桥的简支梁模型，计算出桥梁的模态参数；将列车荷载用等效于轮轨力有效值两倍的集中力代替，以移动载荷的加载方式对桥梁模型进行荷载输入，得出桥梁模型的动力学响应。最后，提取出中间支座的支座反力。 4.简述了桥墩结构与土体相互作用理论，并且介绍了三维粘弹性边界的模拟理论。然后，通过模型参数的选取过程，确定了桥墩—土体有限元模型的各个建模参数，建立了桥墩—土体有限元模型。然后，以求得的桥梁中间支座的支座反力为荷载输入，得出了土体模型的动力学响应。 5.简要介绍了环境振动的评价标准。利用振动加速度级来评价本文所要研究的环境振动，通过土体的动力学响应计算出环境振动的加速度级，以分析环境振动的传播规律。然后，通过这种评价标准分析了影响环境振动的因素。最后将模型数据与郑西客运专线某高架段的实测数据相比较，得出黄土地区高速铁路高架轨道系统引起环境振动传播的一般规律。 |
| 作者： | 程岩 |
| 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： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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