轻轨系统引起的地面振动响应分析

轻轨系统引起的地面振动响应分析

一、轻轨系统引起的地基振动响应分析(论文文献综述)

孙天驰[1](2021)在《地铁曲线减振地段钢轨波磨动力影响与整治方法研究》文中研究说明钢轨波磨是目前轮轨交通系统中仍存在的严重问题之一,其不仅会影响列车运行过程中正常的轮轨作用关系,导致车辆与轨道结构发生激烈振动,而且会产生严重的车内噪声,影响列车运行的安全性和舒适性。因此开展地铁曲线减振地段钢轨波磨动力影响与整治方法研究,探究钢轨波磨产生的原因,为既有线和新建线路钢轨波磨的治理和预防提供参考和依据。本文针对实际地铁线路,现场测试钢轨波磨特征、地铁车内噪声和轨道动态响应,并基于现场测试结果建立谐响应分析模型和车辆-轨道系统动力学模型,研究钢轨波磨特征及引起车内噪声,钢轨波磨影响分析,轨道结构特性与钢轨异常波磨关系以及钢轨波磨激励对车辆-轨道系统动态响应影响,并提出钢轨波磨整治方法。主要研究成果及结论如下所示:(1)开展了现场钢轨波磨特征和地铁车内噪声测试,揭示线路钢轨波磨特征以及地铁车内噪声、轮轨振动和钢轨波磨特征关系。不同曲线半径的钢轨波磨严重程度不一,主波长存在一定差异,主要波长基本上在30~63mm范围内;随着曲线半径的减小,钢轨波磨越来越严重;从里程上看,外轨钢轨波磨表现出一定滞后的特点。列车振动频率与车内噪声显着频率相吻合,轮轨振动对地铁车内噪声影响较大;地铁车内噪声和钢轨不平顺曲线走势基本一致,波长为30~63mm钢轨波磨引起的轮轨振动噪声是线路A车内噪声异常的显着原因。(2)基于现场动态测试,对比未出现严重波磨线路与研究线路的动态响应,并基于轨道结构振动理论,研究轨道结构参数与钢轨异常波磨的内在联系。与未出现异常波磨线路相比,轮轨横垂向力分别增加20.8%、5.4%;钢轨的横垂向位移分别增加14.3%、7.8%,轨距保持能力较弱,导致无法起到对钢轨的振动进行有效约束的作用,轮轨间产生更剧烈的非正常接触。钢轨波磨与轨道结构振动存在一定联系,短轨枕整体道床轨道波磨特征表现为频率固定型;轨道结构在400Hz左右的垂横向振动以及800Hz左右的横向振动是导致该地段主波长63mm、30mm波磨出现的重要原因。(3)建立轨道结构谐响应分析模型,分析不同轨道结构参数对短枕式整体道床轨道结构振动特性的影响,探讨轨道结构的固有特性与钢轨波磨的关系。通过白噪声激励和模态分析结合,说明轨道结构在350~450Hz、700~800Hz的振动是现场波长30mm、63mm左右的钢轨波磨产生的原因。调节扣件刚度使轨道结构的共振频率逐渐增大且远离异常波磨通过频率,可以抑制主波长为63mm左右的钢轨异常波磨。增加扣件阻尼可以控制轨道结构共振的响应峰值,扩大轮轨振动能量在轨道结构的耗散范围、增大耗散速度,抑制63mm、30mm左右的异常钢轨波磨。调整轨枕间距对特定频率处钢轨波磨的产生和发展具有较大的影响,可以有效控制轨道结构400Hz、800Hz左右振动频率。调整地基刚度对轨道结构的共振频率基本不变,地基刚度的变化对轨道动态响应的抑制作用影响较小。(4)建立的车辆-轨道耦合动力学模型,分析钢轨波磨特征和轨道结构参数对轮对、构架和车体的振动响应的影响。钢轨波磨的波长越短、波深越大对机车的运行影响越大,其中波长是动力学性能和安全指标的主要影响因素。随着曲线半径的增大,车辆构件垂向加速度减少,轮轨力变化幅度越大,且轮轨接触点范围逐渐增大,轮轨型面会产生均匀且分布较广的磨耗。随着列车通过速度的提高,轮轨垂横向力、轮轴横向力均逐渐增大,不同运行速度条件下产生的响应频率存在差异。在不匹配的超高条件下,单侧轮轨作用发生增大,轮轨冲击越来越剧烈,内外侧钢轨与车轮磨耗程度出现差异,导致钢轨波磨会从单侧产生。(5)基于现场测试和仿真分析计算结果,提出钢轨波磨整治方法:通过更换扣件调整轨道刚度,间接调整钢轨振动模态,改善轮轨高频共振现象;调整轨道几何状态,轨道恢复原设计要求,配合钢轨打磨,提高轨道平顺性,改善轮轨关系。整治方法使显着频率发生改变,远离轨道结构共振频率,峰值能量点频率也发生降低,有效抑制在显着频率下的轮轨相互作用,改造和钢轨打磨后地铁车内噪声分别整体降低7.74dB(A)和8.28dB(A),治理效果明显。图109幅,表27个,参考文献120篇。

刘冉冉[2](2020)在《地震作用下列车-地铁高架桥耦合振动分析》文中进行了进一步梳理城市轨道交通近几年发展迅猛,具有速度快、运量大、占地面积小的特点,高架桥线路在城市轨道交通所占比例也越来越高。我国是个地震多发的国家,地震发生时,桥梁结构因地震荷载的冲击作用产生强烈的振动因而影响在其上运行列车的安全和桥梁的安全。地铁系统作为最常见的城市轨道交通方式之一,其高架线路的通行荷载和设计区别于传统的铁路桥和公路及轻轨高架桥。已有研究主要针对传统铁路桥和高速铁路桥,对地震作用下列车-地铁高架桥耦合振动分析的较少。本论文以一座典型的连续梁结构的地铁高架线桥为背景,对地震和列车同时作用下的桥梁动力响应进行计算研究,主要研究工作和结论有:(1)基于ANSYS有限元分析软件的二次开发平台APDL建立墩底固结下的列车-桥耦合振动分析模型,选取8节地铁列车编组,同时考虑地震作用和轨道不平顺激励,对比分析仅有地震荷载、仅有地铁列车荷载作用、地震和地铁列车荷载同时作用下桥梁的动力响应。研究表明,与仅有列车荷载作用下桥梁动力响应相比,地震作用对桥墩结构内力影响较大。与地震、列车荷载单独作用相比,地震和地铁列车荷载同时作用对桥梁横桥向位移影响较大。(2)采用“承台底弹簧”和“桩基-土弹簧”两种模拟方法来考虑土对桩的作用,建立考虑桩-土相互作用的列车-桥耦合振动分析模型,并考虑地震作用和轨道不平顺激励,同时对比分析了不考虑桩土相互作用的墩底固结模型。计算发现:桩-土相互作用对结构的动力性能影响较大,“承台底弹簧”模型与“桩基-土弹簧”模型的主要动力响应误差均在16%以内,承台底弹簧模型计算效率较高。(3)基于考虑桩-土相互作用的列车-桥耦合振动分析模型,同时考虑地震作用和轨道不平顺激励,选取8节列车编组,计算列车在单线单独行驶和双线共同行驶时桥梁的动力响应。经分析发现:双线同时行车时,桥梁的竖向位移与单线单独行车时对应位置处桥梁响应代数和相差不多,横向位移与对应两单线单独行车时分别所引起的桥梁横向位移较接近,主梁截面弯矩最大值偏大于对应两单线单独行车时弯矩值之和,墩底截面内力最大值小于对应两单线单独行车时桥梁截面内力值之和。考虑地震作用后双线和单线单独行车时桥梁关键截面的响应均增大。

胡静[3](2019)在《轨道交通引起的软土地基动力响应及沉降》文中指出轨道交通荷载作用下路基和地基的动力行为主要体现为振动和沉降。随着东南沿海饱和软土地区轨道交通设施的大力建设以及列车运行速度的提高,轨道交通引起的振动和沉降问题日益突出,交通荷载作用下软土地基的动力响应和沉降也成为交通岩土领域倍受关注的课题。目前,交通荷载在弹性地基上的动力响应已有了丰富的研究成果,但国内外关于饱和地基相关的理论和试验研究均十分有限。本文以高速铁路和城市地铁为研究对象,基于Naiver和Biot两大弹性波动理论,采用2.5维有限元数值手段与线路现场测试相结合的方式,系统地研究了交通荷载作用下轨道-路基(隧道)-地基的动力响应。本论文主要研究工作和研究成果包括:1.基于Naiver弹性波动理论,推导了弹性地基上的车-轨-路耦合2.5维有限元控制方程,建立有砟轨道,无砟轨道的2.5维有限元分析模型并验证其有效性;实测结果表明:按照我国设计标准建造的有砟轨道路基表面动应力强度远大于无砟轨道,线路状态良好的有砟轨道路基表面动应力约为同等情况无砟轨道路基表面动应力的6倍;数值计算结果表明,当轨道下方的路基-地基尺寸和参数相同时,有砟轨道路基表面振动幅值是无砟轨道的1.1倍左右,路基表面动应力是无砟轨道的1.3倍以上;相较于有砟轨道,无砟轨道路基表面的动应力分布更均匀,是一种能有效控制路基振动和沉降,更加优化的轨道结构形式。2.对于线路状态良好的轨道,当列车运行速度低于150km/h时,可以采用平顺轨道模型进行路基动应力的预测,但对于高速运行的线路必须考虑轨道不平顺的影响;按照规范建造的线路在运营初期能够满足我国现有路基动应力控制标准。3.路基结构可以显着提高软土地基上轨道-路基-地基系统的临界速度,提高的幅度随着地基刚度的增加而减小;1.2 m的路基就可以有效提高系统的临界速度,但随着路基厚度的减小,路基表面振动会显着增大;因此,路基的设计应从线路运行速度和振动控制两方面出发,实现经济又安全的设计。4.基于Biot动力固结理论,推导了饱和地基的2.5维有限元控制方程,采用荷载移动速度与土体渗透系数的比值c/kD来描述交通荷载作用下荷载移动速度和土体渗透系数对超静孔压响应的影响;分析发现:在高铁正常车速范围内(200km/h-360km/h),当饱和土渗透系数大于10-3m/s,则列车运行不会在饱和土中引起超静孔压响应,可当做弹性地基处理;当饱和土渗透系数小于2×10-6m/s,则该速度范围内的任意速度都会引起显着的,大小相等的超静孔压;对于运行速度低的地铁荷载,对应的渗透系数为10-7m/s;饱和土中剪应力的大小以及剪应力与正有效应力的比值与土体渗透系数无显着相关性,主要由荷载移动速度决定;列车通过的过程中超静孔压会出现累积,累积值先随着c/kD的增大而增大,达到最大值后又随着c/kD的增大而减小。5.在宁波地铁1号线开展了全断面动力响应的系统性测试,测试结果表明:交通荷载的移动效应会带来动力放大效应,使轮轨接触力大于静轴重;轮轨力响应的频率特征是由列车速度和相邻转向架的间距共同决定;采用直连轨道的地铁轨道振动在道床表面呈均匀分布,振动幅值取决于车速;实测道床表面振动的主要频率成分都在85 Hz以下;交通荷载会在隧道底部饱和土内造成残余孔压,并且随列车通过次数的增加,饱和土中的残余孔压会逐渐累积。6.通过建立宁波地铁测试断面的2.5维有限元分析模型,发现地铁荷载在单相弹性地基和饱和地基中引起的振动在距离振源较近的区域差别较小,但通过弹性地基传至地表的振动比通过饱和地基的大;地铁荷载在隧道周围饱和土中引起的超静孔压值均小于1 kPa,因而在弹性地基和饱和地基中引起的竖向动应力(有效应力),剪应力值几乎无差别。7.建立了 2.5维有限元结合微分求积法(HDQM)一维固结理论的分析模型,揭示了交通荷载长期作用下地铁隧道底部饱和土中残余孔压先随时间累积,达到最大值后又消散的规律;残余孔压累积值随着深度的增加而增大,并且残余孔压累积到最大值所需的时间随着深度而延长;对于宁波地铁测试断面,在地铁运行一个月左右,隧道底部黏土层中累积的残余孔压达到最大值8.19kPa;经过33个月,黏土层的最终稳定固结度为55%,其中,在宁波地铁投入运营后的第一年固结发展最为迅速。

杜飞[4](2019)在《有轨电车引起的环境振动实测及数值模拟研究》文中研究表明随着城镇化的飞速发展,越来越多人口向城市迁移,交通压力随之陡增,有轨电车作为缓解交通拥堵的新型轨道交通制式近几年在国内发展迅猛。列车运行时引起周围地面和建筑物的振动会带来负面影响,如影响人们的生产生活以及古建筑、精密仪器的使用,目前轨道交通引起的环境振动已引起重视。本文对有轨电车引起的环境振动展开了研究,以大连市202路有轨电车为研究对象,进行现场振动数据采集试验,系统的分析了有轨电车引起的环境振动传播规律并进行环境振动影响评价。同时建立二维和三维有轨电车环境振动预测模型,计算有轨电车运行引起的地面振动响应,并与实测结果进行比对,验证数值模型的正确性。主要研究内容如下:(1)在大连市202路有轨电车星海广场路段进行了现场振动加速度实测,获得了各个测点处振动加速度数据,将测得的振动加速度数据进行计算,通过傅里叶变换得到其在1/3倍频程上的分布,进而得到环境评价标准振级。通过分析振动加速度在时域和频域上的分布情况得到了有轨电车引起的环境振动随距离及列车运行速度的变化规律以及其在频域上的分布情况。(2)利用有限元软件建立二维轨道-土体模型,同时建立二维有轨电车简化模型并计算轨道支反力将其加载至二维模型中,模拟有轨电车运行状态下的振动响应。将数值模拟的结果分别在时域和频域上进行分析。(3)在试验段进行力锤敲击实验,同时获得在敲击力的作用下,周围土体表面各测点处产生的振动加速度响应。建立三维轨道-土体模型,在实际土层分层基础下,以实验地区土层弹性模量为考虑因素建立正交试验表,模拟在实验的敲击力作用下产生的振动加速度响应,以正交实验数值模拟的数据作为神经网络参数反演的样本,进行土层参数反演,得到与力锤实验结果相符的一组弹性模量。(4)利用多体动力学软件建立有轨电车模型,得到在考虑轨道不平顺的情况下有轨电车运行时产生的轮轨力时程曲线,可将其作为列车振动荷载激励进行数值计算。进行三维模型数值分析,利用反演出的一组弹性模量作为土层参数,将计算得到的轮轨力加载至三维模型中,模拟有轨电车运行状态下的振动响应。在时域上和频域上比较数值模拟结果与现场试验结果,验证了预测模型的正确性。

杨金川[5](2019)在《复杂地形条件下轨道交通引起桩周土振动衰减规律研究》文中指出不同于平原地区,山区地形特殊,轨道交通线路通常会穿过大量复杂地形,目前关于复杂地形条件下轨道交通动力学问题研究较少。本文针对山区复杂地形,采用模型试验和数值模拟方法研究倾斜地层条件下轨道交通引起桩周土体振动衰减规律,重点探讨了地形条件、荷载参数、土体性质、桩身几何参数对振动响应及衰减特性的影响。进一步通过现场测试研究了陡崖、斜坡地形以及凹形场地下轨道交通引起的地表振动特性及衰减规律。本文主要结论如下:(1)开展缩尺比1:10的倾斜地层下桩-土模型试验,结果表明水平基岩条件下,地表各方向振动衰减规律相同,而倾斜基岩下则呈现出明显的方向性差异。振动衰减从基岩倾斜正上方对应地表方向到倾斜正下方对应地表方向逐渐变慢,在研究的荷载范围内,单桩工况下地表各方向速度差异可达30.3%,群桩可达48.7%。荷载中值对地表振动及衰减影响较小,倾斜基岩下的地表振动响应差异随频率和幅值有增大的趋势。群桩工况下,振动在群桩基础范围内衰减较慢,在群桩基础范围外则快速衰减;倾斜基岩下的地表振动响应差异随荷载频率的增大而显着增大。(2)采用有限元模拟单桩与群桩引起倾斜地层振动衰减特性,研究发现不同地形引起地表振动衰减差异性规律不同,土体浅层的振动响应差异主要受地表倾斜影响,靠近基岩深层土体主要受基岩倾斜的影响,振动沿深度按二次曲线衰减。地表倾斜地形的地面振动在一定距离范围内衰减速度从地面倾斜下方到地面倾斜上方方向逐渐增大,超过一定距离后,振动衰减速度又逐渐减小。基岩和地表同向倾斜、反向倾斜地形下的振动衰减规律是基岩倾斜与地表倾斜地形叠加影响的结果。(3)数值研究表明,单桩基础下,基岩倾角变化对不同方向振动响应及衰减影响规律不同。与基岩倾斜方向垂直的方向不受基岩倾角变化的影响,而基岩倾斜对倾斜正上方向和倾斜正下方向的振动响应及衰减速度影响规律相反;地表各方向振动响应差异随倾角增大而增大,当倾角由0°增加至25°时,单桩下地表速度差异增加34%,群桩下增加56.4%。随着土厚增加,基岩倾斜地形对地表振动响应影响减弱,土厚较大时则没有影响。群桩基础下,地面振动响应受到地形及长短桩效应共同影响,短桩桩侧土体振动大于长桩桩侧,距群桩几何中心等距离圆上的速度峰值呈“斜M”形分布,群桩相比单桩可显着减小地面振动,但增大了响应差异;(4)数值参数研究表明,地表振动响应随土体阻尼比增大而线性减小,在桩周附近,土体的辐射阻尼作用更明显,阻尼比对深度方向振动衰减没有影响;地表振动响应随弹性模量近似呈线性减小,地表振动衰减及沿深度衰减不受弹性模量的影响;地表振动随桩长、桩径增加而线性减小,桩长桩径变化对距桩一定距离范围内振动影响较为明显,在较远处则影响较小,桩长越长振动沿深度衰减越慢,桩径则影响非常小;(5)对复杂地形条件下轨道交通引起地表振动进行现场测试研究,分析表明,地表振动主要频率范围在30-95Hz,低频振动主要出现在桥墩附近,列车运行具有明显的偏载效应及周期加载现象。振动从承台传至周围土体中会出现显着的放大,地面振动放大区出现位置受地形条件影响显着。受场地地形条件的影响,振动沿斜坡和陡崖的衰减速率慢于平面,振动在凹形场地内衰减并不明显。受轨道线路形式的影响,列车经过路面-高架衔接段时地面振动会出现两个波峰。

李静园[6](2019)在《“站桥合一”地铁高架站静力及地震响应分析》文中研究说明“站桥合一”地铁高架站是近年来迅速发展的新型结构体系,由于涉及建筑结构和桥梁结构两个专业,目前国内外对这种结构的设计方法、破坏模式、震害机理的分析研究尚处于初步阶段,随着轨道交通工程实例日益增加,对“站桥合一”地铁高架站受力行为研究也迫在眉睫。本文以西安市拟建的西安地铁5号线三殿村站工程为背景,对“站桥合一”地铁高架站静力和地震响应进行了如下分析:(1)对比分析了建筑结构和桥梁结构在设计基准期、设计荷载、荷载作用组合、设计分析方法、混凝土构件裂缝计算、混凝土构件变形计算、地震加速度反应谱等方面的差异,总结了该结构合理工程设计的方法。得出“站桥合一”地铁高架车站结构轨道梁及其支承结构的设计及构造要求应与区间桥梁相同,其他结构构件的设计、构造要求应按建筑结构设计规范规定执行;横向三柱及以上“站桥合一”车站结构的抗震设计应按现行国家建筑结构抗震相关设计规范进行抗震设计。(2)通过有限元软件MIDAS/CIVIL建立三维有限元模型进行轨道梁的受力分析,参照国际铁路联盟(International Union of Railways,UIC)对于铁路连续桥梁加载方式的规定和我国《铁路桥涵设计规范》(TB10002-2017)列车静活载加载方式的规定,对该结构的轨道梁进行了受力分析。结果表明:两种加载方式下轨道梁的跨中位移、跨中弯矩、支座处负弯矩的差别在3%以内,考虑到UIC的加载方式操作简单且计算的结果安全,建议同类结构可以参照此方式进行加载。(3)分别建立考虑桩与土相互作用的有限元模型和基于刚性地基假定的有限元模型,对该地铁站结构的进行模态分析。结果表明:考虑桩与土相互作用影响的结构周期增大,结构柔度增加,其前6阶振型形状与基于刚性地基假定的模型相同;施加列车荷载使结构周期增大,增大比例在1%以内,列车荷载对结构周期影响很小。在多遇地震反应谱受力分析时用MIDAS/GEN建立考虑桩与土相互作用的有限元模型和基于刚性地基假定的有限元模型。结果表明:考虑桩与土相互作用的结构最大楼层位移变大,基底剪力变小;多遇地震响应分析时基于刚性地基假定的设计方法偏保守。列车荷载对支撑轨道梁柱的受力影响较大,对其他柱受力影响很小,但为了更符合工程实际,建议同类结构地震响应分析时考虑列车荷载的作用。(4)对罕遇地震作用下该结构的受力情况进行分析。得出地震波作用下结构塑性铰的发展情况,并分析该结构在罕遇地震下的破坏模式。然后分别计算考虑桩与土相互作用和基于刚性地基假定的结构地震响应。结果表明,罕遇地震作用下结构考虑桩与土相互作用时的基底剪力、位移比采用刚性地基假定时的大,本结构X向刚度比Y向刚度大,在考虑桩与土相互作用时X、Y向的剪力和位移增大,且Y向增大更明显,最大增大达2倍以上,所以实际工程结构计算应考虑地基柔性效应,否则对部分构件的抗震能力水平评估将产生误差。

周亚明[7](2019)在《有轨电车嵌入式轨道线下基础受荷特征及换填强化技术研究》文中进行了进一步梳理在我国,现代有轨电车主要用于一线和二线城市地铁或轻轨未覆盖的区域,是公共交通出行的一种有效补充,现已在多个城市如上海、南京等开通运营;很多城市如成都、武汉等也开始了现代有轨电车的筹划工作。然而,现代有轨电车线下基础结构目前还大多参考国铁技术标准进行设计,已颁布的少数地方规范也主要借鉴了国铁相关成果及要求,尚未形成紧密结合有轨电车自身特点的技术规范或标准。有轨电车在轴重、轴载分布、行车速度、运营环境等方面与国铁均存在显着差异,照搬国铁的相关标准不仅可能引起技术的不适应,也可能引起经济的不合理。因此,开展现代有轨电车线下基础结构的相关技术研究,具有重要的工程意义,也是有轨电车发展的迫切需求。因有轨电车大多在城区运行,需要与市政道路共享路权,同时严格控制环境噪音等。在整体的混凝土道床中通过高分子材料形成的具有连续支撑、弹性锁固功能,又能改善轮轨接触关系的嵌入式轨道结构在现代有轨电车得到了广泛应用。有轨电车轴载经嵌入式轨道结构传递扩散至线下基础,随着运营时间的增加,可能引起基础的刚度变化、变形增加等问题,进而对上部轨道结构的平顺性造成不良影响,进而导致行车舒适性降低,严重时还可能导致行车事故。因而,准确掌握嵌入式轨道结构线下基础承受有轨电车荷载作用特性,探讨线下基础结构的强化技术,对于完善现代有轨电车设计及建造技术具有重要意义。为此,论文针对《四川省嵌入式连续支撑无砟轨道工程技术规程》(报批稿)中所涉及的两种典型的嵌入式无砟轨道结构,运用Winkler弹簧基础上叠合梁模型及半无限空间弹性理论,探讨了双轴载下荷载扩散至基础面纵向的分布状况,并进一步探讨了基础顶面荷载分布模式及其荷载沿深度的分布规律;针对嵌入式板式无砟轨道结构,依据“车辆—轨道”耦合动力学理论,构建了“有轨电车—嵌入式板式轨道—线下基础”垂向耦合动力学分析模型,分析了 20km/h~100km/h行车速度下线下基础顶面动应力特性,采用数理统计相关方法,讨论了动力影响系数取值;在掌握有轨电车线下基础承受的荷载作用特性基础上,借鉴铁路基床结构设计理论,探讨了有轨电车线下基础换填强化的技术方案。论文分析研究获得的结论如下:1)通过分析两种嵌入式轨道结构即现浇嵌入式轨道结构和板式嵌入式轨道结构,运用Winkler弹簧地基叠合梁模型理论对基础面纵向应力进行分析,将两种轨道模式分别分为4层、3层计算,并考虑局部分层情况。对基础面荷载特征进行分析研究,进而对基础荷载条件进行分析计算。结合无砟轨道荷载分布模式,并用Boussinesq解对车辆荷载在线下基础沿深度的变化规律进行了分析。通过分析计算表明,当地基系数取40MPa/m时,嵌入式、现浇轨道荷载纵向分布相差不大,分别为10.21~14.74m,11.32~14.41m。地基系数对其荷载长度的变化有一定影响,且随着地基系数的增大,其变化越来越小。在地基系数增加到原来7倍时,其长度分别减小到原来的65.1%,65.9%,66.7%,即大约减少66%。地基系数对其荷载长度的变化有一定影响,且随着地基系数的增大,其变化越来越小,且二者沿深度逐渐衰减且变化规律较为相似。2)基于车辆—轨道耦合系统的动力学理论和方法,建立了垂直耦合系统有轨电车车辆—嵌入式轨道—基础垂向耦合系统动力学模型。在轨道激励应用不均匀轨道频谱的条件下,即美国6级频谱,车辆运行速度为80km/h情况下,通过建立的模型分析,基础面动力作用保证率为97.72%(2倍均方差)所对应的状况,其对应的基础面动力系数为极限动力系数为φdj=1.25。当基础面动力作用保证率是65.54%(0.4倍均方差)所对应的状态为常遇动力系数φdc=1.07。当车辆速度为80km/h时,通过与经验公式比较,求得的极限动力系数中φdj及常遇动力系数φdc较符合一般认识。3)以板式嵌入式轨道为例,各个统计点最大值为统计参数,考虑不同速度,计算仿真中车辆的运行计算速度以20 km/h、40 km/h、60 km/h、80km/h、100 km/h分析计算。随着速度的逐渐增大,基础常遇动应力逐渐增大,由1.01增大到1.20。基础极限动应力也逐渐增大,由1.09增大到1.38。常遇动应力及极限动应力在基础内随着基础深度的增加而逐渐减小且衰减速度逐渐减小。4)在现代有轨电车80km/h时的动力作用下,即其常遇动力系数为1.07时,根据应力比值法确定基础厚度,按照基础荷载动静应力之比为0.1确定车辆荷载作用区域范围。经过分析计算可得,板式嵌入式轨道结构和现浇轨道结构的车辆荷载作用区域范围分别为 2.05m、1.85m。5)对两种现代有轨电车轨道即板式嵌入式轨道和现浇嵌入式轨道进行分析。在地基系数为40MPa/m的条件下,探讨了现代有轨电车嵌入式轨道基础换填厚度的设计技术,建议现代有轨电车嵌入式轨道的嵌入轨道的厚度,即两种嵌入式轨道换填厚度分别为 1.25m、0.91m。6)以不同地基承载力条件下的换填结论为前提,得到了有轨电车嵌入式轨道换填厚度方案。对于板式轨道,当地基承载力分别为50 kPa、60 kPa、70 kPa、80 kPa、90 kPa、100 kPa、110 kPa、120kPa、125 kPa、130kPa、135 kPa、140kPa,其换填厚度分别为:3.84m、3.18m、2.66 m、2.25m、1.89 m、1.57m、1.29m、1.05 m、0.85 m、0.65 m、0.39 m、0m。对于现浇轨道,当地基承载力分别为50kPa、60kPa、70kPa、80kPa、90kPa、100 kPa、110 kPa、120 kPa、125 kPa,其换填厚度分别为:3.51m、2.89m、2.39 m、1.96 m、1.61 m、1.28 m、0.95 m、0.51 m、0m。因此,随着地基承载力的逐渐加大,换填层厚度逐渐降低,直到不用换填。

李佳[8](2019)在《城市轨道交通桥梁及列车的地震安全性分析》文中提出二十一世纪初的这二十年,中国经历了经济上的腾飞,国内的城市化进程也在如火如荼地进行着,城市人口与日俱增,这就导致城市交通拥堵问题日益凸显,大力发展城市轨道交通,形成立体网络、缓解地面拥堵、丰富人民出行选择成了必然,其中线路占比较大的高架段使得车-线-桥系统相关研究成为了一个具有重要意义的课题。经过总结学习既有研究成果,对地震作用下的列车-轨道-桥梁系统的空间动力相互作用问题展开研究,分析得到了地震作用下系统的动力响应规律,对桥梁结构及列车的地震安全性做出评价,为城市轨道交通桥梁的抗震设计提供数据支撑,为维护其运营安全的措施设计提供参考。本文的主要工作内容如下:(1)系统地介绍了城市轨道交通百年间的发展历程,整理了轨道交通相关研究的背景,总结了国内外的轨道交通桥梁相关研究资料及既有震害资料,分析了车-线-桥系统主要震害情况,阐述了轨道交通系统高架结构动力响应及列车运行安全性问题的重要意义。(2)整理分析了新颁布实施的《城市轨道交通结构抗震设计规范》中的抗震设防相关要求,并与原有规范相关参数进行了对比;介绍了国内外桥上轨道列车的安全性和平稳性的分析方法与指标,参考我国既有规范,从中选取适合本文地震作用下的车-线-桥系统动力响应指标的限值,用以评价桥梁结构的动力响应安全性,计算分析得到结构破坏时支座与墩顶节点所受等效水平力,用以评价各种设计工况下结构的安全储备情况。(3)给出了车-线-桥系统主要组成部分的结构动力学理论模型,使用有限元软件ABAQUS建立了桥梁-列车系统有限元模型;根据场地条件选择多条实际地震动记录,处理后作为各种工况下数值模拟分析的地震作用输入;采用美国轨道六级谱作为本文模型的轨道不平顺激励,通过编写MATLAB程序处理得到轨道不平顺模拟样本,以附加到轨道模型钢轨起始坐标的方式实现轨道不平顺状态的模拟。(4)考虑到不同规范设计参数的区别及地震烈度、行车速度、轨道不平顺等级等因素的影响,设计了多种针对性分析工况,并对所建立的桥梁-列车系统模型进行的各种工况下的地震安全性分析,给出了桥梁在地震与列车共同作用下的动力响应情况并分析了桥梁结构可能出现的破坏状态;给出了列车与桥梁受不同影响因素作用的响应情况,对桥梁-列车系统的地震安全性做出了分析,得到了具有参考价值的相关结论。

包汉营[9](2019)在《地铁振动在土层中传播的多因素分析》文中指出现代城市的发展离不开完善的交通运输体系,而地下轨道交通是城市交通系统的重要组成部分,随着我国城市化发展的不断加深,各大城市的地下轨道交通网络逐渐加密,但由此引发的环境振动问题也越来越突出。本文以地下列车振动在地基中的传播及其对隧道结构和周围环境的影响为研究背景,重点研究了土层的成层性、多相多孔特性以及隧道衬砌-土体接触面动力特性等对地铁空间振动传播的影响。主要的研究内容和成果如下:1、针对土层的成层性对地铁振动传播的影响,提出了埋置移动荷载作用下三维分层介质的动力分析模型。基于该分析模型,利用埋置移动简谐点荷载基本解、薄层单元法、移动坐标系法、等效原理、狄拉克δ函数以及三重傅里叶变换等,推导了埋置移动简谐线荷载作用下,三维成层土层内部任意点处竖向位移的半解析解,并给出了竖向位移解中参数n的取值范围。通过算例分析发现:移动荷载的振动频率一定时,其移动速度对不同频率范围内的动力响应的影响程度不同,低频响应受移动速度的影响大于高频响应受移动速度的影响;不同频率范围内的动力响应对应的临界速度不同;土体的弹性模量对其临界速度的影响最大,其次为泊松比,土体阻尼比对其临界速度没有影响;响应频率与移动荷载振动频率越接近,其幅值越大,临界速度越小。2、针对土层的多相多孔特性对地铁空间振动传播的影响,建立了移动的轴向激振力作用下隧道-衬砌-饱和土体的动力分析模型。基于该模型,利用镜像原理、波函数展开法、狄拉克δ函数以及傅里叶变换法等,推导了移动的隧道轴向激振力作用下饱和两相介质动力响应的频域解析解,并拟合得到了饱和介质在移动轴向激振力作用下临界速度的经验公式;通过快速傅里叶逆变换得到了饱和介质在时-空域内的动力响应数值,研究了轴向激励的移动速度、隧道埋深、衬砌剪切模量、介质剪切模量以及饱和介质孔隙率等参数对饱和介质动力响应和临界速度的影响。研究结果表明:(1)无衬砌隧道中,不考虑激励的振动频率时,饱和两相介质的临界速度只与介质的剪切模量和密度有关,且临界速度的数值接近于饱和介质剪切波速的1.1倍;激振力移动速度小于介质的临界速度时,各动力响应数值随着介质剪切模量和孔隙率的增加而减小;激振力移动速度大于介质临界速度时,各动力响应数值随着介质剪切模量和孔隙率的增加有小幅度的增大。(2)对于衬砌隧道,隧道衬砌对地铁空间振动的传播有一定的削弱作用,衬砌剪切模量与周围介质剪切模量相差越大,削弱作用越明显;衬砌的密度和剪切模量是影响介质临界速度的重要因素,临界速度随着衬砌密度的增加而减小,随着衬砌剪切模量的增加而增大。3、针对隧道衬砌-土层接触面动力特性对地铁空间振动传播的影响,利用柱面P波、SV波、SH波的传播规律推导了衬砌-土层粘弹性动力接触面模型,并给出了模型中无量纲弹簧系数和阻尼系数的解析表达式及其低频和高频极限。对比分析了连续性接触面模型与粘弹性接触面模型在地铁空间振动传播问题中的差异;利用本文推导的粘弹性接触面模型,分析了隧道衬砌-土层剪切模量比、密度比、土层泊松比等参数对动力响应的影响。研究结果表明:(1)与连续性接触面模型相比,粘弹性接触面模型能够有效地模拟衬砌-土层接触面处波动能量的损失;(2)对于径向动力响应,连续接触模型下的各动力响应幅值大于粘弹性接触模型下的动力响应幅值;(3)对于环向动力响应,当无量纲频率ω1<0.5时,采用粘弹性接触模型计算的环向位移幅值和切向应力幅值大于用连续接触模型计算的结果;(4)对于轴向动力响应,无量纲频率0.25<ω1<1.0时,考虑轴向粘弹性接触模型得到的土体轴向位移幅值小于连续接触模型对应的轴向位移位移幅值,对于剪应力τrzs,ω1<0.25时,考虑轴向粘弹性接触模型得到的响应幅值大于连续接触模型对应的响应幅值,ω1>0.25时,考虑轴向粘弹性接触模型得到的响应幅值小于连续接触模型对应的响应幅值。针对饱和介质中隧道衬砌-土层动力相互作用问题,利用饱和介质波动方程推导了衬砌-饱和介质轴向粘弹性接触模型,并将此模型与第四章内容相结合,对比分析了饱和土中连续性接触模型和粘弹性接触面模型对地铁空间振动的影响,研究结果表明:在一定的速度区间内,考虑粘弹性接触面模型时,饱和介质中各动力响应有两个峰值,且第一峰值对应的无量纲速度明显小于连续模型中对应的无量纲速度。4、在第3条的基础之上,将土体视为具有分数阶导数本构关系的粘弹性介质,研究土体的粘弹性对隧道衬砌-土层动力接触面模型的影响,以及该类模型对地下轨道交通振动传播的影响。研究结果表明:(1)考虑土体的粘弹性性质时,衬砌-土层接触面模型中的弹簧系数和阻尼系数都为复数的形式,但是弹簧系数和阻尼系数的虚部数值明显小于实部数值,当无量纲频率ω1>0.5时,虚部数值趋于零,可忽略不计;(2)分数导数粘弹性接触模型对不同频率的响应,特别是低频响应的透过率比粘弹性接触模型的要高,但同时分数阶导数粘弹性介质的耗能要大于弹性介质;(3)随着参数α1和Tσ/Tε的增加,模型弹簧系数和阻尼系数的实部和虚部逐渐增大;当α1趋于零,Tσ/Tε趋于1时,模型弹簧系数和阻尼系数中的虚部为零,即退化为弹性介质中的动力接触面模型。

李子惠[10](2019)在《高速列车-轨道-地基土非平稳随机振动分析及场地反应谱研究》文中提出近年来,由高速轨道交通引起的环境振动问题日益突出,因此如何有效计算场地振动的响应统计特性,以及对高速列车引起的环境振动进行预测显得尤为重要。车辆和结构的相互作用具有强随机性,本文将基于随机振动的理论将辛方法、波谱单元法、虚拟激励法、薄层法,引入到耦合系统的振动分析中,计算分析了高速列车所引起的地基土振动的统计特性及场地反应谱,对环境振动的预测评价方法提供一定的理论参考。本文主要的研究内容为:(1)车辆-轨道耦合系统垂向随机振动分析本文将轨道视为无穷周期结构,联合辛方法和波谱单元法建立有砟轨道的波谱-辛运动方程;再利用虚拟激励法将不平顺转换成虚拟简谐激励力,可计算得到车辆、轨道各构件的虚拟响应,由此即可得到系统振动响应和轮轨力的功率谱密度函数。最后在数值算例中验证了本模型的正确性,并讨论了地基土特性对耦合系统各构件随机振动响应的影响。(2)高速列车引起的场地非平稳随机响应列车运行所引起的轨道的随机振动会经由地基土向四周传播,对附近场地造成影响。轮轨力荷载具有随机性,所以轨道附近地表上的任意观测点的振动响应是一个非平稳随机过程。首先利用薄层法建立轨道-地基土耦合模型。再利用虚拟激励法,求解移动轮轨力荷载列作用下,地基土的振动响应统计特性。在数值算例中分析了单个轮轨力或轮轨力荷载列作用下地表振动响应统计特性。(3)高速列车引起的振动阈值分析首先比较了不同的振动标准,选取适当的振动环境划分及相应的振动限值;计算不同行车速度下的场地振动反应谱;并将其与所选定的环境振动限值进行对比,最终得到在不使用任何减隔振措施时,不同振动环境达到振动限值时对应的场地土卓越周期和距轨道中心距离的阈值,为实际的工程选址提供一定的理论参考。

二、轻轨系统引起的地基振动响应分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、轻轨系统引起的地基振动响应分析(论文提纲范文)

(1)地铁曲线减振地段钢轨波磨动力影响与整治方法研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 钢轨波磨形成机理及影响因素研究现状
        1.2.2 钢轨波磨对车辆和轨道系统行为影响研究现状
        1.2.3 钢轨波磨减缓措施的研究现状
    1.3 既有研究不足之处
    1.4 研究内容与技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
2 钢轨波磨特征及引起车内噪声分析
    2.1 线路概况
    2.2 钢轨波磨及噪声评价标准
        2.2.1 钢轨波磨评价指标
        2.2.2 噪声评价指标
    2.3 地铁钢轨波磨特征调查分析
        2.3.1 钢轨波磨纵向变化特征分析
        2.3.2 钢轨波磨波长谱分析
    2.4 车辆内部噪声特征分析
        2.4.1 地铁车内噪声测试与分析
        2.4.2 车内噪声与轮轨振动对比分析
        2.4.3 车内噪声与钢轨波磨特征对比分析
        2.4.4 短枕式整体道床地段车内噪声特性
    2.5 本章小结
3 基于现场测试的钢轨波磨影响分析
    3.1 现场动态测试
        3.1.1 现场测试方案
        3.1.2 安全及振动评价指标
    3.2 现场测试分析
        3.2.1 时域分析
        3.2.2 频域分析
    3.3 轨道结构模态振型分析
        3.3.1 模态分析基本理论
        3.3.2 轨道结构模型
        3.3.3 模态振型分析结果
    3.4 本章小结
4 轨道结构振动特性与钢轨波磨关系分析
    4.1 轨道结构振动特性分析
    4.2 扣件结构参数对轨道系统响应的影响
        4.2.1 扣件刚度的影响
        4.2.2 扣件阻尼的影响
    4.3 道床结构参数对轨道系统响应的影响
        4.3.1 轨枕间距的影响
        4.3.2 地基刚度的影响
    4.4 本章小结
5 钢轨波磨激励对车辆-轨道系统动态响应分析
    5.1 车辆-轨道系统动力学模型
        5.1.1 车辆模型
        5.1.2 钢轨波磨激励模型
        5.1.3 轨道结构模型
        5.1.4 轮轨接触模型
    5.2 动力学模型验证
    5.3 钢轨波磨特征影响分析
        5.3.1 不同波长的影响
        5.3.2 不同波深的影响
        5.3.3 不同波长和波深影响综合分析
    5.4 轨道结构参数影响分析
        5.4.1 曲线半径的影响分析
        5.4.2 列车速度的影响分析
        5.4.3 超高和速度关系的影响分析
    5.5 本章小结
6 基于测试和仿真的钢轨波磨整治方法探讨
    6.1 钢轨波磨整治方法
        6.1.1 钢轨波磨成因分析
        6.1.2 既有线钢轨波磨整治方法
    6.2 整治后轨道动态响应分析
        6.2.1 钢轨波磨特征分析
        6.2.2 轨道动态响应分析
    6.3 整治后轨道车内噪声分析
        6.3.1 改造后车内噪声分析
        6.3.2 打磨后车内噪声分析
    6.4 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(2)地震作用下列车-地铁高架桥耦合振动分析(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究的背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 列车-桥耦合振动研究
        1.2.2 地震作用下列车-桥耦合振动研究
    1.3 论文主要内容
    1.4 本章小结
第二章 地震作用下列车-桥系统耦合振动理论
    2.1 引言
    2.2 列车空间振动分析模型
        2.2.1 列车振动的基本假定
        2.2.2 列车模型
        2.2.3 列车运动方程
    2.3 桥梁空间振动分析模型及振动方程
    2.4 轨道不平顺
        2.4.1 轨道不平顺度
        2.4.2 轨道不平顺数值模拟
    2.5 地震作用下列车-桥耦合振动方程及求解
        2.5.1 地震激励输入模式
        2.5.2 地震-列车-桥耦合振动方程
        2.5.3 地震作用下列车-桥耦合振动方程的求解方法
    2.6 地震作用下列车-桥系统仿真
    2.7 小结
第三章 墩底固结下的列车-桥系统地震响应分析
    3.1 引言
    3.2 有限元模型的建立
        3.2.1 工程概况
        3.2.2 模型单元的选择
        3.2.3 桥梁自振特性分析
    3.3 模型计算参数的选取
        3.3.1 车桥耦合模型的车辆计算参数
        3.3.2 轨道不平顺的考虑
        3.3.3 地震波的输入
    3.4 地震作用下列车-桥耦合系统的动力响应分析
    3.5 本章小结
第四章 考虑桩-土相互作用的列车-桥系统地震响应分析
    4.1 引言
    4.2 桩-土相互作用分析模型
        4.2.1 承台底等效刚度
        4.2.2 桩基-土弹簧
    4.3 地震作用下列车-桥耦合模型的基本参数
    4.4 桥梁结构自振特性分析
    4.5 地震作用下列车-桥耦合振动分析
    4.6 本章小结
第五章 双线列车-桥系统地震响应分析
    5.1 引言
    5.2 列车选型与工况概述
    5.3 单、双线列车-桥耦合动力分析
        5.3.1 A、B单双线列车-桥耦合动力分析
        5.3.2 B、C单双线列车-桥耦合动力分析
    5.4 地震作用下单、双线列车-桥耦合动力分析
        5.4.1 地震作用下A、B单双线列车-桥耦合动力分析
        5.4.2 地震作用下B、C单双线列车-桥耦合动力分析
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要研究结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢

(3)轨道交通引起的软土地基动力响应及沉降(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 轨道交通的发展
        1.1.2 存在的问题
    1.2 研究现状
        1.2.1 基于单相介质波动理论的路基动力行为研究现状
        1.2.2 基于双相介质波动理论的路基动力行为研究现状
        1.2.3 现场试验与模型试验研究现状
        1.2.4 交通循环荷载作用下的长期沉降
    1.3 本文的主要工作
2 2.5维有限元方法介绍及单相弹性地基求解
    2.1 2.5维有限元方法原理
    2.2 弹性地基2.5维有限元表达式推导
    2.3 模型单元及边界处理
    2.4 单相弹性地基验证
    2.5 列车荷载表达式
        2.5.1 四分之一车体模型
        2.5.2 整车模型
        2.5.3 整车车-轨-路耦合
    2.6 本章小结
3 列车交通荷载在有砟轨道和无砟轨道中引起的动力响应
    3.1 有砟轨道轨道-路基-地基耦合模型
        3.1.1 有砟轨道轨道-路基-地基耦合模型公式推导
        3.1.2 秦沈客运专线有砟轨道现场测试简介
        3.1.3 秦沈客运专线有砟轨道数值分析
    3.2 无砟板式轨道轨道-路基-地基耦合模型
        3.2.1 板式轨道轨道-路基-地基耦合模型公式推导
        3.2.2 浙江大学全比尺高速铁路板式轨道-路基系统试验平台简介
        3.2.3 无砟板式轨道2.5维有限元数值模拟
    3.3 临界速度研究
        3.3.1 有砟轨道和无砟轨道临界速度比较
        3.3.2 关于临界速度的参数化分析
    3.4 本章小结
4 饱和地基中超静孔压响应的产生及累积
    4.1 Biot动力控制方程
        4.1.1 u-w格式控制
        4.1.2 其他格式的控制方程
    4.2 u-w格式的2.5维控制方程及求解
        4.2.1 边界条件
        4.2.2 2.5维有限元推导
    4.3 2.5维双相饱和地基验证
        4.3.1 弹性地基退化验证
        4.3.2 饱和地基验证
    4.4 点荷载作用下饱和地基超静孔压响应分析
        4.4.1 超静孔压的时程曲线及应力路径分析
        4.4.2 超静孔压沿深度的衰减
        4.4.3 荷载移动速度和土体渗透系数之比对超静孔压的影响
        4.4.4 剪应力及应力比分析
        4.4.5 排水距离的影响
        4.4.6 土体刚度的影响
    4.5 整车荷载作用下饱和地基超静孔压响应分析
        4.5.1 列车通过产生的孔压累积
        4.5.2 渗透系数的影响
        4.5.3 列车速度和渗透系数之比对超静孔压累积的影响
    4.6 本章小结
5 地铁运行引起的环境振动及饱和地基动力响应
    5.1 测试场地介绍
    5.2 仪器布置
    5.3 仪器选型与埋设
        5.3.1 孔压计安装
        5.3.2 振动速度传感器安装
        5.3.3 应变片安装与标定
    5.4 测试轨道及列车参数
    5.5 测试数据及分析
        5.5.1 轮轨力测试结果
        5.5.2 振动响应测试结果
        5.5.3 超静孔压响应测试结果
    5.6 宁波地铁2.5维隧道-饱和地基有限元模型
        5.6.1 模型简介
        5.6.2 模型验证
    5.7 地铁运行引起的环境振动
        5.7.1 弹性地基与饱和地基振动响应的比较
        5.7.2 环境振动评价
    5.8 地铁运行在周围饱和土层中引起的动力响应
        5.8.1 饱和地基中的超静孔压响应
        5.8.2 弹性地基与饱和地基动应力的比较
    5.9 本章小结
6 超静孔压的长期发展及固结沉降预测
    6.1 成层地基一维非线性固结的HDQM求解
        6.1.1 数学模型及基本方程
        6.1.2 DQM求解一维固结过程中超静孔压、有效应力和固结度
        6.1.3 一维固结问题所用DQM权系数的比较
        6.1.4 典型循环荷载及其HDQM转换
    6.2 循环荷载下一维固结计算
        6.2.1 典型循环荷载作用下的固结特性
        6.2.2 矩形循环荷载下的相关参数化分析
    6.3 HDQM预测交通荷载引起的超静孔压发展及沉降
        6.3.1 时间因子与真实时间的转换
        6.3.2 交通荷载的转化
        6.3.3 宁波地铁超静孔压发展及固结沉降预测
    6.4 本章小结
7 结论与展望
    7.1 本文研究工作的总结
    7.2 今后研究的展望
参考文献
个人简历与科研成果

(4)有轨电车引起的环境振动实测及数值模拟研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 有轨电车环境振动的特点
        1.2.2 列车振动荷载研究
        1.2.3 列车运行引起的环境振动规律的研究
    1.3 本文研究内容
2 有轨电车环境振动实测与分析
    2.1 大连市有轨电车线路简介
    2.2 振动试验方案
        2.2.1 仪器及测点布置
        2.2.2 环境振动评价标准
    2.3 实测数据整理及分析
        2.3.1 时域分析
        2.3.2 振动加速度有效值
        2.3.3 频域分析
        2.3.4 1/3倍频程分析
    2.4 有轨电车引起的环境振动评价
    2.5 夏冬实验结果对比
    2.6 绪论
3 二维模型及响应分析
    3.1 二维数值模型的建立
    3.2 二维模型数值模拟分析
        3.2.1 轮轨支反力计算
        3.2.2 实测与数值模拟的比较
    3.3 结论
4 三维数值模型及土体参数反演
    4.1 有轨电车模型
        4.1.1 有轨电车基本组成
        4.1.2 轮轨相互作用及轨道不平顺激励
    4.2 三维轨道-土体模型的建立
    4.3 土体参数反演
        4.3.1 力锤试验方案
        4.3.2 正交试验设计
        4.3.3 基于神经网络的土体参数反演
    4.4 结论
5 有轨电车引起的环境振动数值模拟预测
    5.1 三维模型数值模拟分析
        5.1.1 实测与数值模拟的比较
        5.1.2 频域分析
        5.1.3 分频振级分析
        5.1.4 总振级分析
    5.2 结论
结论
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果

(5)复杂地形条件下轨道交通引起桩周土振动衰减规律研究(论文提纲范文)

中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 轨道交通振动响应特性
        1.2.2 轨道交通振动传播规律
        1.2.3 山区复杂地形下轨道交通动力学问题研究
    1.3 存在的问题
    1.4 本文研究内容和技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
2 倾斜地层条件下地面振动规律模型试验研究
    2.1 模型试验简介
        2.1.1 模型试验装置
        2.1.2 试验材料简介
        2.1.3 模型试验方案
    2.2 单桩模型振动衰减规律
        2.2.1 对称性验证
        2.2.2 基岩地形的影响
        2.2.3 荷载中值的影响
        2.2.4 荷载频率的影响
        2.2.5 荷载幅值的影响
    2.3 群桩模型振动衰减规律
        2.3.1 基岩地形的影响
        2.3.2 荷载频率的影响
        2.3.3 长短桩效应
    2.4 本章小结
3 倾斜地层条件下振动速度衰减特性数值模拟研究
    3.1 模型建立与参数确定
        3.1.1 本构模型及建模
        3.1.2 阻尼的确定
        3.1.3 边界条件
    3.2 单桩数值计算结果分析
        3.2.1 试验数值结果验证
        3.2.2 地形条件的影响
        3.2.3 土体参数的影响
        3.2.4 桩身几何参数的影响
    3.3 群桩数值计算结果分析
        3.3.1 地形条件的影响
        3.3.2 土体参数的影响
        3.3.3 群桩几何参数的影响
    3.4 本章小结
4 山区复杂地形下高架轨道交通地面振动特性现场测试
    4.1 现场测试概况
        4.1.1 重庆轨道交通6 号线简介
        4.1.2 地形地质条件
        4.1.3 测试仪器
    4.2 测试分析方案
        4.2.1 测试方法及内容
        4.2.2 测点布置方案
        4.2.3 振动评价方法
    4.3 测试结果分析——试验地点一
        4.3.1 时程及傅里叶谱分析
        4.3.2 振级衰减分析
        4.3.3 三分之一倍频程分析
    4.4 测试结果分析——试验地点二
        4.4.1 时程及傅里叶谱分析
        4.4.2 振级衰减分析
        4.4.3 三分之一倍频程分析
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 本文主要结论
    5.2 展望
参考文献
附录
    A 攻读硕士期间的主要学术成果
    B 攻读硕士期间的主要科研项目
    C 攻读硕士期间参与学术会议
    D 学位论文数据集
致谢

(6)“站桥合一”地铁高架站静力及地震响应分析(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 高架车站的几种典型形式
        1.2.1 站桥分离式车站结构
        1.2.2 站桥结合式车站结构
    1.3 研究意义
    1.4 地震灾害及地震计算方法概述
    1.5 国内外研究现状
    1.6 研究内容
2 “站桥合一”地铁高架站设计规范和桩与土相互作用研究
    2.1 “站桥合一”地铁高架站结构设计规范差异分析
        2.1.1 设计基准期和使用年限的差异
        2.1.2 设计荷载差异
        2.1.3 荷载作用组合差异
        2.1.4 结构设计分析方法的差异
        2.1.5 混凝土构件裂缝验算差异
        2.1.6 混凝土构件变形控制验算差异
        2.1.7 地震加速度反应谱差异比较
        2.1.8 “站桥合一”地铁高站设计原则
    2.2 桩与土相互作用研究
        2.2.1 土与结构相互作用概述
        2.2.2 桩与土相互作用模型
        2.2.3 桩与土相互作用的实现方法
    2.3 本章小结
3 三殿村地铁高架站列车静活载加载方式研究
    3.1 概述
    3.2 工程概况
    3.3 主要截面尺寸及相关说明
    3.4 三殿村站荷载种类及主要荷载值
    3.5 三殿村地铁高架站列车静活载加载方式研究
        3.5.1 国内外铁路静活载加载方式规定
        3.5.2 静活载加载方式受力性能指标影响
    3.6 轨道梁挠度验算
    3.7 配筋验算
    3.8 本章小结
4 三殿村地铁高架站多遇地震下的反应谱及时程分析
    4.1 概述
    4.2 桩与土相互作用在有限元软件中的实现
    4.3 三殿村地铁高架站模态分析
    4.4 三殿村地铁高架站多遇地震反应谱分析
        4.4.1 反应谱输入
        4.4.2 反应谱分析结果
    4.5 三殿村地铁高架站多遇地震弹性时程分析
        4.5.1 地震时程波的选择
        4.5.2 弹性时程分析输入地震波的选择
        4.5.3 弹性时程分析结果
    4.6 本章小结
5 三殿村地铁高架站罕遇地震弹塑性时程分析
    5.1 概述
    5.2 非线性动力时程分析原理
    5.3 非弹性塑性铰的设置
    5.4 罕遇地震波的选择
    5.5 弹塑性时程分析结果
        5.5.1 层间位移及位移角
        5.5.2 地震波作用下屈服状态
        5.5.3 桩与土相互作用对结构罕遇地震响应的影响
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献

(7)有轨电车嵌入式轨道线下基础受荷特征及换填强化技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 国内外有轨电车的发展历程
        1.1.2 国内外有轨电车发展现状
        1.1.3 建设现代有轨电车的意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 线下基础承受的车辆荷载研究
        1.2.2 线下基础耦合动力学影响研究
        1.2.3 线下基础结构设计研究
    1.3 现代有轨电车简介
        1.3.1 现代有轨电车定义
        1.3.2 现代有轨电车分类
        1.3.3 有轨电车车辆主要参数
        1.3.4 现代有轨电车与公交、地铁的比较
    1.4 本文主要内容及技术路线
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 技术路线
2 静轴载下嵌入式轨道线下基础承受荷载作用
    2.1 嵌入式轨道结构简介
        2.1.1 板式嵌入式轨道结构
        2.1.2 现浇嵌入式轨道结构
    2.2 Winkler弹簧基础叠合梁模型
        2.2.1 Winkler弹簧基础叠合梁模型简介
        2.2.2 各层结构材料及相关参数
    2.3 基础表面荷载沿线路纵向分布范围
        2.3.1 板式道床结构纵向荷载长度计算
        2.3.2 现浇道床结构纵向荷载长度计算
        2.3.3 纵向荷载分布分析与比较
        2.3.4 地基系数对荷载纵向分布范围影响
    2.4 基础表面荷载分布模式分析
    2.5 应力沿深度分布规律
        2.5.1 分析方法
        2.5.2 结果分析
    2.6 本章小结
3 行车条件下线下基础承受荷载作用特性及动力影响系数分析
    3.1 车辆—轨道耦合动力学分析模型简介
        3.1.1 轨道系统的模型化
        3.1.2 车辆—轨道耦合大系统建模原则
    3.2 有轨电车—嵌入式轨道—线下基础垂向耦合动力学模型构建
        3.2.1 物理模型
        3.2.2 车辆运动方程
        3.2.3 板式无砟轨道结构振动方程
    3.3 不同速度下基础表面垂向荷载作用特征
        3.3.1 分析参数
        3.3.2 轨道不平顺功率密度谱激励
        3.3.3 轨道不平顺的分类
        3.3.4 不同速度下荷载作用
    3.4 动力影响系数分析
        3.4.1 基于耦合动力学的动力系数
        3.4.2 动力系数几种确定公式
        3.4.3 动力系数确定
    3.5 本章小结
4 嵌入式轨道线下基础换填强化技术方案探讨
    4.1 换填技术方案简介
    4.2 换填厚度计算分析方法
        4.2.1 车辆荷载作用范围和基础累积变形区
        4.2.2 累积变形状态荷载阈值
        4.2.3 控制准则
        4.2.4 基本设计参数
        4.2.5 设计步骤
    4.3 计算示例
        4.3.1 板式轨道基础
        4.3.2 现浇轨道基础
    4.4 不同地基条件下换填方案探讨
        4.4.1 不同地基承载力下换填
        4.4.2 现行轨道交通路基基床结构
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢

(8)城市轨道交通桥梁及列车的地震安全性分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究背景及意义
        1.2.1 城市轨道交通的发展
        1.2.2 轨道交通地震破坏
    1.3 地震作用下轨道交通研究现状
    1.4 本文的主要工作
第二章 地震作用下桥梁与列车的安全性评价方法
    2.1 桥梁结构安全性评价
        2.1.1 桥梁动力性能评价
        2.1.2 《城市轨道交通结构抗震设计规范》的相关要求
        2.1.3 《铁路工程抗震设计规范》的设计地震动参数
    2.2 行车安全评价
        2.2.1 列车运行安全性
        2.2.2 列车运行平稳性
    2.3 本章小结
第三章 桥梁-列车地震反应分析模型的建立
    3.1 桥梁模型的建立
    3.2 基础模型的建立
    3.3 车辆模型的建立
    3.4 轨道及道床模型的建立
        3.4.1 轨道及道床建模
        3.4.2 轮轨接触关系定义
    3.5 车-线-桥系统的运动方程
    3.6 模型主体部分自振特性分析
    3.7 结构承载力分析
    3.8 本章小结
第四章 桥梁-列车系统的地震安全性分析
    4.1 激励作用的选取与处理
        4.1.1 地震动的选取与处理
        4.1.2 轨道不平顺的激励作用
    4.2 桥梁结构峰值反应分析
    4.3 规范要求的地震参数分析
        4.3.1 分析工况
        4.3.2 结果整理分析
    4.4 不同地震烈度的影响
        4.4.1 分析工况
        4.4.2 结果整理分析
    4.5 列车不同行驶速度的影响
        4.5.1 分析工况
        4.5.2 结果整理分析
    4.6 不同等级的轨道不平顺状态的影响
        4.6.1 分析工况
        4.6.2 结果整理
    4.7 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 总结
    5.2 未来的研究
参考文献
致谢
作者简介
攻读硕士期间发表论文及参加科研项目

(9)地铁振动在土层中传播的多因素分析(论文提纲范文)

致谢 摘要 ABSTRACT 第1章 绪论
1.1 选题背景及问题的提出
1.2 国内外研究现状
    1.2.1 列车与轨道系统动力相互作用问题的研究
    1.2.2 移动荷载引起的振动问题中分析模型的研究
    1.2.3 地铁列车振动荷载作用下隧道结构-地基动力响应的研究方法
1.3 存在的问题
1.4 本文主要研究内容
1.5 创新性成果 第2章 埋置移动荷载作用下三维成层土层动力响应研究
2.1 引言
2.2 理论方法概述
    2.2.1 薄层法基本理论
    2.2.2 薄层法在移动荷载引发的环境振动中的应用
2.3 埋置移动线荷载作用下三维成层土层格林函数推导
2.4 动力响应及参数分析
    2.4.1 移动线荷载引起的三维成层土层的动力响应研究
    2.4.2 荷载移动速度对三维分层土体动力响应的影响
    2.4.3 土体参数和荷载振动频率对介质动力响应及临界速度的影响
2.5 本章小结 第3章 隧道轴向激励引起的饱和两相介质空间振动问题研究
3.1 理论方法概述
    3.1.1 饱和介质中弹性波的基本理论
    3.1.2 波函数展开法及其三维坐标变换
    3.1.3 不同柱坐标系间波函数的坐标转换
3.2 移动轴向荷载引起的饱和两相介质动力响应求解
    3.2.1 动力分析模型
    3.2.2 两相多孔介质振动控制方程及求解
3.3 动力响应及参数分析
    3.3.1 计算方法验证
    3.3.2 介质临界速度的确定
    3.3.3 饱和两相介质剪切模量对动力响应的影响
    3.3.4 隧道埋深对动力响应的影响
    3.3.5 不同角度的动力响应规律
    3.3.6 孔隙率对介质动力响应的影响
3.4 本章小结 第4章 衬砌隧道中移动轴向激励引起的饱和两相介质空间振动问题研究
4.1 移动轴向激励作用下隧道-饱和介质动力分析模型
4.2 动力方程及求解
    4.2.1 饱和两相多孔介质及隧道衬砌控制方程
    4.2.2 控制方程的求解
    4.2.3 边界条件及各动力响应的频域解析解
4.3 激振力移动速度对衬砌隧道-饱和介质动力响应的影响
4.4 衬砌隧道移动轴向激励临界速度的影响因素分析
    4.4.1 隧道衬砌对饱和两相介质临界速度的影响
    4.4.2 荷载振动频率对饱和两相介质动力响应及临界速度的影响
4.5 隧道衬砌剪切模量对饱和介质动力响应的影响
4.6 饱和两相介质孔隙率对动力响应的影响
4.7 本章小结 第5章 隧道衬砌-土体接触面动力特性及其对地铁空间振动传播的影响分析
5.1 前言
5.2 隧道衬砌-土体径向动力接触面模型
    5.2.1 径向动力接触面模型
    5.2.2 边界条件及接触条件
5.3 隧道径向激励引起的动力响应及接触面模型参数分析
    5.3.1 径向接触面模型参数分析
    5.3.2 径向粘弹性接触模型对动力响应的影响
    5.3.3 衬砌-土层剪切模量比对隧道径向动力响应的影响
    5.3.4 衬砌-土层密度比对隧道径向动力响应的影响
    5.3.5 介质泊松比对径向动力响应的影响
    5.3.6 衬砌厚度对土层径向动力响应的影响
5.4 隧道衬砌-土体环向动力接触面模型
    5.4.1 环向动力接触面模型
    5.4.2 边界条件及接触条件
5.5 隧道环向激励引起的动力响应及接触面模型参数分析
    5.5.1 环向接触面模型参数分析
    5.5.2 环向粘弹性接触模型对动力响应的影响
    5.5.3 衬砌-土层剪切模量比对隧道环向动力响应的影响
    5.5.4 衬砌-土层密度比对隧道环向动力响应的影响
    5.5.5 衬砌厚度对土层环向动力响应的影响
5.6 隧道衬砌-土体轴向动力接触面模型
    5.6.1 轴向动力接触面模型
    5.6.2 边界条件及接触条件
5.7 隧道轴向激励引起的动力响应及接触面参数分析
    5.7.1 轴向接触面模型参数分析
    5.7.2 轴向粘弹性接触模型对动力响应的影响
    5.7.3 衬砌-土层剪切模量比对隧道轴向动力响应的影响
    5.7.4 衬砌-土层密度比对隧道轴向动力响应的影响
    5.7.5 衬砌厚度对土层轴向动力响应的影响
5.8 饱和两相介质中隧道衬砌-土体轴向粘弹性接触面模型
    5.8.1 饱和介质中轴向粘弹性接触模型的推导
    5.8.2 饱和介质中粘弹性模型参数分析
    5.8.3 饱和介质中粘弹性接触模型对地铁空间振动传播的影响
5.9 本章小结 第6章 考虑分数阶导数的粘弹性介质中衬砌-土体动力接触面模型研究
6.1 前言
6.2 分数阶导数粘弹性介质中隧道衬砌-土体径向动力接触面模型
    6.2.1 分数阶导数本构关系及径向动力接触模型
    6.2.2 径向动力接触面模型参数分析
    6.2.3 不同接触模型对土体径向动力响应的影响
    6.2.4 分数阶导数本构模型参数对介质径向动力响应的影响
6.3 分数阶导数粘弹性介质中隧道衬砌-土体环向动力接触面模型
    6.3.1 分数阶导数本构关系及环向动力接触模型
    6.3.2 环向动力接触模型参数分析
    6.3.3 分数阶导数本构模型参数对介质环向动力响应的影响
6.4 分数阶导数粘弹性介质中隧道衬砌-土体轴向动力接触面模型
    6.4.1 分数阶导数本构关系及轴向动力接触模型
    6.4.2 轴向动力接触模型参数分析
    6.4.3 分数阶导数本构模型参数对介质轴向动力响应的影响
6.5 本章小结 第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望 参考文献 作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果 学位论文数据集

(10)高速列车-轨道-地基土非平稳随机振动分析及场地反应谱研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 随机振动理论发展综述
    1.3 车辆-轨道耦合系统随机振动研究综述
    1.4 交通荷载引起的振动波传播问题研究综述
    1.5 本文研究内容及特色
第2章 基于波谱-辛方法的车辆-轨道系统随机振动分析
    2.1 虚拟激励法模拟轨道不平顺
    2.2 无穷周期结构振动分析的波谱-辛方法
        2.2.1 周期结构振动分析的辛方法
        2.2.2 梁单元波谱刚度矩阵
    2.3 有砟轨道及板式轨道周期性结构模型的建立
        2.3.1 基于波谱-辛方法建立有砟轨道周期性结构模型
        2.3.2 基于辛方法建立板式轨道周期性结构模型
    2.4 车辆系统模型的建立
    2.5 车辆-轨道耦合系统随机响应求解
        2.5.1 轨道子结构运动方程
        2.5.2 车辆-轨道耦合系统运动方程的建立及求解
    2.6 模型验证及算例分析
        2.6.1 计算参数
        2.6.2 模型验证
        2.6.3 地基土特性对系统振动响应的影响
    2.7 小结
第3章 高速铁路轨道-地基土系统非平稳随机振动分析模型
    3.1 应用多点虚拟激励法推导结构的随机响应
    3.2 高速铁路轨道系统的运动方程
        3.2.1 有砟轨道的运动方程
        3.2.2 板式无砟轨道的运动方程
        3.2.3 轨道方程的波数-频率域统一形式
    3.3 基于TLM-PML法求解地基土位移基本解
        3.3.1 波数域内地基土位移基本解
        3.3.2 波数—空间域内地基土位移解
    3.4 轨道—地基土耦合系统方程求解
    3.5 轨道结构和地基土位移的随机振动特性分析
        3.5.1 非移动单位简谐荷载直接作用于地表
        3.5.2 移动单位简谐荷载作用
        3.5.3 移动简谐荷载列作用下的地表振动
        3.5.4 列车动态轮轨力作用下地表的随机振动
    3.6 小结
第4章 高速列车引起的环境振动场地反应谱分析
    4.1 环境振动场地反应谱的界定
    4.2 计算参数
        4.2.1 动态轮轨力的功率谱
        4.2.2 场地卓越周期的取值
    4.3 环境振动的评价指标及振动限值
        4.3.1 环境振动的评价指标
        4.3.2 环境振动容许限值的选取
    4.4 场地振动的功率谱和反应谱特性及影响因素分析
        4.4.1 场地振动非平稳功率谱特性分析
        4.4.2 场地反应谱特性分析
        4.4.3 车速对场地反应谱的影响
    4.5 高速列车环境振动阈值分析
    4.6 小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

四、轻轨系统引起的地基振动响应分析(论文参考文献)

  • [1]地铁曲线减振地段钢轨波磨动力影响与整治方法研究[D]. 孙天驰. 北京交通大学, 2021(02)
  • [2]地震作用下列车-地铁高架桥耦合振动分析[D]. 刘冉冉. 长安大学, 2020(06)
  • [3]轨道交通引起的软土地基动力响应及沉降[D]. 胡静. 浙江大学, 2019
  • [4]有轨电车引起的环境振动实测及数值模拟研究[D]. 杜飞. 大连海事大学, 2019(06)
  • [5]复杂地形条件下轨道交通引起桩周土振动衰减规律研究[D]. 杨金川. 重庆大学, 2019(01)
  • [6]“站桥合一”地铁高架站静力及地震响应分析[D]. 李静园. 西安建筑科技大学, 2019(06)
  • [7]有轨电车嵌入式轨道线下基础受荷特征及换填强化技术研究[D]. 周亚明. 西华大学, 2019(02)
  • [8]城市轨道交通桥梁及列车的地震安全性分析[D]. 李佳. 中国地震局工程力学研究所, 2019(01)
  • [9]地铁振动在土层中传播的多因素分析[D]. 包汉营. 北京交通大学, 2019
  • [10]高速列车-轨道-地基土非平稳随机振动分析及场地反应谱研究[D]. 李子惠. 北京交通大学, 2019(01)

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轻轨系统引起的地面振动响应分析
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