蘭州黃土地區(qū)高速鐵路路堤地段環(huán)境振動研究.pdf

1、近年來我國鐵路特別是高速鐵路發(fā)展迅猛，高速鐵路引起的環(huán)境振動問題已經(jīng)引起了政府和科研部門的高度重視，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)對軟土地區(qū)高速鐵路引起的環(huán)境振動問題進(jìn)行了大量的現(xiàn)場實(shí)測和理論研究，但是對于黃土地區(qū)高速鐵路引起環(huán)境振動的研究比較少。隨著世界上一次性建設(shè)里程最長的高鐵蘭新高鐵、我國西部地區(qū)首條城際鐵路蘭州至中川城際鐵路的開通運(yùn)營，以及建設(shè)中的寶蘭客專和規(guī)劃中的多條高速和城際鐵路都將經(jīng)過蘭州地區(qū)，而蘭州地區(qū)又是世界上黃土沉積厚度最大的地區(qū)。

2、因此，針對蘭州黃土地區(qū)，開展高速鐵路引起的環(huán)境振動研究具有非常重要的理論和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。本文主要針對蘭州黃土地區(qū)高速鐵路路堤地段的環(huán)境振動進(jìn)行研究。
　　本文首先回顧了國內(nèi)外環(huán)境振動的研究現(xiàn)狀以及對高速鐵路引起的環(huán)境振動問題進(jìn)行了介紹和總結(jié)，包括高速鐵路環(huán)境振動的產(chǎn)生與傳播以及國內(nèi)外環(huán)境振動的評價和控制標(biāo)準(zhǔn)。然后就我國黃土的基本性質(zhì)和物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了介紹和說明，其中包括蘭州典型黃土的物理和力學(xué)特性。接著在以上問題的基礎(chǔ)上，基于車

3、輛—軌道耦合動力學(xué)理論建立了列車—軌道垂向耦合動力學(xué)模型和采用有限元的方法利用大型有限元軟件ANSYS建立了雙塊式無砟軌道—路堤—黃土地基有限元模型。前者用于計算在軌道隨機(jī)不平順條件下，輪軌間的垂向作用力，后者用于計算和分析振動在雙塊式無砟軌道—路堤—黃土地基系統(tǒng)中的傳播和衰減規(guī)律，路堤高度、列車運(yùn)行速度以及黃土含水率對黃土地面振動的影響，結(jié)合上述兩個模型進(jìn)行計算。
　　分析計算結(jié)果表明：路堤結(jié)構(gòu)能夠削弱振動強(qiáng)度和過濾振動高頻成分

4、的作用；路堤高度對地面振動的影響主要體現(xiàn)在距路堤坡腳30m的距離范圍內(nèi)，地面振動的強(qiáng)度隨路堤高度的增加而逐漸減小，路堤高度的變化對于地面振動加速度的主頻分布范圍沒有影響；列車運(yùn)行速度對地面振動的影響主要在距軌道中心線30m以內(nèi)，地面點(diǎn)的振動強(qiáng)度隨著車速的增加而增大，黃土地面振動加速度的主要頻率分布范圍隨著列車運(yùn)行速度的增加而增大，但是主頻分布范圍和振動強(qiáng)度的增大幅度都較??；不同黃土含水率對黃土地面的振動影響很小，只在距軌道中心線20m以