列车移动荷载作用下饱和地基的地面振动特性分析

基于饱和土的Biot波动方程和边界条件,利用Fourier变换和Galerkin法推导出频域内的u-w格式的2.5维有限元方程。把轨道视为饱和地基上的Euler梁,通过沿轨道方向的波数变换将三维空间问题降为平面应变问题。通过解方程首先获得饱和土体频域-波数域的位移解答,然后通过快速Fourier逆变换求得三维时域-空间域内的位移解答。通过计算实例验证了计算模型。建立轨道-地基模型,对饱和地基上列车运行引起的地面振动进行了分析,详细讨论了动力渗透系数、孔隙率、土骨架密度和剪切波速等参数对地面振动传播与衰减的影响规律分析。研究表明;在垂直轨道方向,随着与轨道中心距离增加,加速度幅值和主频迅速衰减;饱和土体动力渗透系数、孔隙率、剪切波速和土骨架密度对地表位移幅值均有较大的影响     

公路交通荷载作用下场地微振动响应分析

随着高科技电子产业的快速发展,公路交通荷载对电子厂房精密设备的微振动影响引起人们的广泛关注。为研究交通荷载以不同行驶状态在道路行驶对场地振动响应的影响,对上海某一工业园区进行满载卡车以不同行驶状态通过时引起的场地振动响应测试与分析。研究发现：改变卡车编队方式引起的场地振动响应自大到小依次为串行、并行、单车行驶;卡车行驶速度越快,引起的场地振动响应越大,衰减速度越快;改变卡车行驶方式,匀速行驶引起的场地振动响应大于制动行驶。     

铁路交通地面振动的列车-轨道-地基耦合数值方法研究

基于车辆-轨道耦合动力学理论,提出了一种研究列车引起地面振动的数值方法。将车辆简化为用弹簧阻尼元件连接的多刚体系统,轨道用组合有限梁单元划分,地基计算域内用三维六面体有限单元划分,计算域边界的阻抗和散射特性由三维粘弹性动力人工边界模拟。假定8节车辆编组的列车以200km／h的速度运行,用所提方法对其产生的地面振动特征进行了仿真分析;通过和已有研究结果的对比说明,该方法的计算结果和解析方法的计算结果吻合,能对列车引起的地面振动进行初步预测。     

移动荷载作用下三塔悬索桥的强迫振动研究

针对泰州大桥开展结构动力特性计算,分析了不同移动速度以及不同移动荷载大小对于三塔两跨悬索桥结构动力响应的影响。结果表明,三塔两跨悬索桥的一阶竖弯振动基频约为0.08 Hz,远低于载重汽车的固有频率,不会形成共振条件。简单的移动荷载作用下三塔两跨连续支承悬索桥的内力、位移响应与同等静力荷载作用效果比较接近。移动荷载的质量越大、速度越大,结构的内力、位移响应就越大,并与车重呈近似正比例关系。结构内力、位移的荷载放大系数不随移动荷载质量的大小而改变。     

移动简谐荷载下曲线整体式轨道振动特性研究

随着城市轨道交通曲线段线路增多,曲线轨道的环境振动问题逐渐引发社会关注。以曲线整体式轨道为例,利用双重傅里叶变换和围道积分推导移动简谐荷载下曲线轨道的挠度响应解答,研究曲线轨道的频散特性及空间振动特性。研究表明,曲线轨道的自振频率与频散曲线的最小频率接近,约等于单自由度质量-弹簧系统的自振频率计算值。当扣件阻尼为欠阻尼时,轨道挠度随荷载频率升高先增大后减少,最大值在自振频率位置,当扣件阻尼过大时,轨道挠度随频率升高不断减少。在满足曲线轨道最小曲线半径的要求下,列车速度对曲线轨道竖向挠度的影响很小,径向挠度则随列车速度的增加先减小后增大,存在一个理想车速使得径向挠度为零。增加曲线半径对竖向挠度无影响,但会引起原理想车速范围内径向挠度增大和最大扭转角值减少,增加超高角对竖向挠度也无影响但可以有效减少径向挠度。研究对于曲线轨道的减振设计具有一定的参考价值。     

铁路交通荷载作用下的土体移动多源黏弹性边界

黏弹性边界由于可以有效地消除土体边界反射、易与有限元结合等优点,成为结构-土体动力相互作用分析中常用的人工边界。黏弹性边界是基于单源和固体源提出的,然而交通荷载作用下轨枕、路基和桥墩等铁路基础设施振动引发的环境振动属于多源和移动源问题,采用现有的黏弹性边界会产生一定的误差。该研究基于多源及移动源的特点,利用波动方程对既有的黏弹性边界进行修正,提出了移动多源黏弹性边界方程。同时为减小前处理工作量,结合黏弹性本构方程和UMAT子程序构建了移动多源黏弹性边界单元,实现了边界单元材料属性的自动更新,并进行了算例验证。研究结果表明,在多源和移动源作用下,移动多源黏弹性边界和自由边界的计算结果差异基本保持在5%以内,而修正前的黏弹性边界与自由边界的垂向位移最大可相差35%。可以看出,相比于修正前的黏弹性边界,在处理多源和移动源问题时修正后的黏弹性边界具有更高的精度。     

移动荷载作用下的桥梁振动及其TMD控制

为了全面地了解移动荷载作用下桥梁的振动机理及其调质阻尼器(TMD)控制,将列车简化成移动简谐力模型,对列车过桥时桥梁的振动形态幅频特性作了详细的探讨。然后论述了移动荷载作用下的TMD控制。给出了桥梁在不同速度下的幅频特性曲线以及TMD控制的质量比影响曲线,揭示了移动荷载作用下的桥梁振动及其控制的特点,同时为进一步的桥梁振动控制提供详尽的参考数据。     

运行列车引起地面振动的理论模型及振动特性分析

根据车辆动力学、轨道动力学及地基土振动Green函数,建立了列车-轨道-地基土相互作用理论分析模型.该模型不仅考虑了车辆自身的振动,而且考虑了由轴重荷载组成的准静态激励力和单一波长轨道不平顺引起的轮轨问动态激励力.列车模型、轨道模型和地基土模型之间分别通过轮对-钢轨之间的Hertz接触和轨枕-地基土的动力平衡关系进行耦合.根据该模型通过-算例对地面的振动特性进行了分析,并通过移动的单位常力荷载和单位简谐荷载作用下的地面振动分析了车速和地基土特性的影响.计算结果表明,运行列车引起的地面振动特性与荷载移动速度和地基土特性紧密相关,列车移动速度线和地基土频散曲线的相交频率是引起地面振动放大的一种共振频率;运行列车存在临界速度,且临界速度接近地基土模型中的最小表面波波速;轮轨接触表面不平顺引起的动激励力振源对地面振动的高频成分产生较大的影响.     

热荷载作用下正交各向异性层合板振动响应的精确解

本文从三维弹性力学出发,导出了层合板第 i 层在任意变温 T(x,y,z,t)下的状态方程,解此状态方程,可得正交各向异性层合板在热荷载作用下的振动响应。     

移动荷载作用下轨道基础刚度突变对轨道振动的影响

通过建立移动荷载作用下具有基础弹性刚度突变连续梁的振动微分方程，得到了梁的变形解析表达式。利用该解析解和叠加原理，以车辆通过铁路轨道为例，研究了轨道基础弹性突变对轨道振动的影响。分析了单轮对和一台TGV高速动车通过五种轨道刚度比时的轨道动力响应。计算表明，基础弹性突变对梁的振动有较大影响，其影响随着移动荷载速度的增加而增加。     

铁路道床振动的理论模拟与试验研究

铁路道床的振动是引起轨道几何变形和养护维修费用增长的关键因素．国内外有关连续散粒体道床的振动分析方法与测量方法至今未得到很好解决。作者在前人研究基础上．基于道床锥体受荷假设，并引人道床剪切刚度和剪切阻尼的概念，建立了分析道床振动的五参数模型；在铁路线路上对道床振动进行了现场实测，试验结果与理论分析结果相吻合，从而验证了道床振动分析模型的正确有效性。     

轴向载荷作用下无限长连续梁振动研究

研究了轴向静载荷作用下无限长等间距支承梁的横向振动问题。通过所建立的理论模型，分析了不同轴向载荷包括拉压对梁振动特性的影响，着重讨论了共振频率和对应幅值的变化规律；模型中，振动激励载荷为一作用于梁中的正弦变化的集中横向力，并考虑了梁横向变形阻尼系数、应变阻尼系数以及支承刚度对梁振动特性影响等因素。     

CRTS III型板式无砟轨道桥梁段环境振动测试分析

为研究CRTS III型板式无砟轨道环境振动特点,对成灌铁路某桥梁段地面振动进行现场测试,分析不同测点地面振动加速度时程特点、频谱特征,并进行1/3倍频程分析和Z振级的衰减分析。结果表明,列车以180 km/h速度通过时,地面振动持续时间约6 s,距线路中心10 m处振动峰值加速度为60 mm/s2;在10 m处振动频谱分布范围在20～90 Hz,高频振动随距离衰减更快,大于20 m处振动主要以15～45 Hz为主;地面振动Z振级的衰减符合对数衰减规律。     

地铁引起建筑物振动评价研究

因为不能直接量测地铁环境中拟建建筑物的振动,介绍基于理论计算分析对地铁运行引起建筑物振动的评价方法。由于地铁隧道底面振动记录资料缺乏,量测困难;列车-轨道-地基系统的模拟不尽完善。针对上海地铁隧道正上方某拟建建筑物的振动问题,建立上部结构的刚性地基有限元模型,输入场地实测地面振动加速度激励,计算结构振动在时域内的响应。利用傅里叶变换,对结构时域内的响应进行频域分析,根据国家标准对地铁引起建筑物的振动做出评价,从而为地铁环境中建筑物防振设计提供依据。     

列车垂向振动的半主动简谐隔振研究

依据拉格郎日方程,建立六自由度列车半主动隔振系统的垂向振动模型;应用MATLAB/SIMULINK仿真模块构造列车半主动隔振系统仿真模型,对列车进行时域分析。在轨道具有简谐输入的情况下对列车的隔振性能（如隔振位移、隔振传递率等）进行了计算分析,讨论了弹簧刚度、阻尼、车速、激励的波长等对隔振性能的影响。通过研究可得列车系统采用半主动开关阻尼器,确实能够改善系统的隔振性能。     

路基段列车引起的大地振动试验研究

为研究路基段列车引起环境振动传递特性以及列车编组、速度、轴重等因素对振动的影响,对昌九城际铁路线路基段进行大地振动现场测试。从时域、频域等多方面分析五种列车在不同速度下运行引起的三向大地振动。结果表明：近场大地振动能量集中在10 Hz～200 Hz,远场在10 Hz～80 Hz,近场处X、Y、Z方向主频分别为38.7 Hz、51.9 Hz、64.4 Hz,远场处主频均为25.9 Hz;随着距离的增加,X与Z方向在各频段的振动衰减量相似,Y方向在各频段的衰减量大于X与Z方向;地面竖向Z振级与列车速度近似呈线性关系,在30 m处Z振级增大速率为0.0714dB/（km/h）;列车速度变化对50～100 Hz的高频振动影响较大,速度由36增大至119 km/h时,16、50、100 Hz处Z方向分别增加了9.56、17.13、14.87 dB;列车编组对地面振动响应影响较小,当运行速度为115 km/h时,CRH2A动车组列车的不同编组（8节或16节）下引起的地面振动响应几乎完全相同;列车轴重是影响地面振动响应大小的重要因素,且轴重越大引起的振动响应越大。     

斜拉索的风振与减振

斜拉索是效率极高的全张力柔性构件，在现代大跨结构中得到广泛的应用。其风致振动和减振问题一直是该领域研究的关键问题之一。本文阐述了斜拉索各种风振形式的振动机理和实际工程中常用的减振方法以及国内外该领域目前的研究状况。最后对斜拉索风振与减振研究的发展趋势进行了展望，指出了辅助索减振法、MTMD减振法、智能拉索、振动优化控制理论将是未来该领域研究重点，有着明显的应用前景。     

无线自记测震系统在露天矿山爆破地震控制中的应用

在国内，对工程爆破地震效应的观测基本上形成了自己的观测系统和手段，尤其是地线自记测震系统的运用。这种系统测试数据精确，操作简单，没有长电缆。该系统在露天矿山控制爆破中的初步应用，已获得了比较理想的效果。     

列车行驶随机激励引起周围地面振动响应分析及其应用

本利用在表面外荷作用下地基的波动特性，分析探讨振动场的响应分布，为工程基础的设计提供重要的有用参数。     

天津软土地区地铁运营沿线地面振动响应实测与建模分析

首先利用CMG-5TCDE一体化强震仪,对天津地铁5号线职业大学站-淮河道站区间沿线进行场地地表振动强度测试;接下来基于实际工程数据,利用ABAQUS建立轨道-道床-隧道-土层三维有限元模型,数值模型通过Py-thon程序实现黏弹性边界的设置,并应用DLOAD子程序实现列车轮载的移动施加,最终采用动力隐式分析方法模拟计...