交通环境振动观测中本底振动去除的功率谱修正法

摘要：交通系统引起周边环境振动,其观测数据中往往含有本底成分。针对本底成分对真实振动的干扰问题,提出对观测功率谱修正的方法以去除本底振动。假设真实振动与本底振动为互不相关的随机过程,推导了功率谱修正法计算公式,并通过算例考查了方法的有效性。首先,取一条振动记录设定为真实振动曲线,与本底振动记录叠加合成振动数据以模拟现场观测记录。然后假设真实振动未知,分别采用振动级修正法、谱幅值修正法及功率谱修正法估计真实振动曲线。比较计算曲线与设定曲线,判断方法的可行性与准确性。算例显示,功率谱修正法计算的时程、功率谱与设定曲线符合良好,误差低于谱幅值修正法;功率谱修正法、振动级修正法计算的振动级与设定值基本一致,谱幅值修正法计算值略低于设定值。结果说明功率谱修正法克服了振级修正法不能计算时程和功率谱的不足,并且计算结果优于谱幅值修正法。     

城轨交通沿线地面环境振动衰减实测分析

目的 研究环境振动在沿线地面上的传播规律,以便预测轨道沿线振动水平.方法 通过对各测点加速度时程数据统计结果 的比较,总结环境振动传播的一般规律,在最小二乘准则条件下.采用数理统计回归方法 ,提出地面垂向振动衰减的经验公式.结果 观测数据的统计结果 与理论分析一致,垂向振动水平高出水平向较多,评价环境振动水平时.应以垂直方向的振动为主.结论 环境振动水平随着距轨道中心线距离的增加逐渐衰减,提出的经验公式与实测的环境振动衰减规律符合程度较好,也可为相类似条件下的城市轨道交通地面运营线路沿线的振动水平提供可靠的预测.     

无限元边界条件下有砟轨道的动力响应分析

为分析列车荷载作用下有砟轨道的动力响应,文章应用ABAQUS有限元软件建立三维路基基床有限元模型,采用无限元边界条件,分析了路基基床在静轮载5,7.5,10,12.5,15t五种情况下,速度分别为60,80,100km/h条件下的动力响应。有限元分析结果表明:(1)随着列车静轮载的增大,基床表层的竖向位移的幅值会逐渐变大,速度越大,静轮载的增加对竖向位移的增加影响越显著;(2)随着列车速度的增大,基床表层的竖向位移的幅值会逐渐变大,静轮载越大,速度的增加对竖向位移的增加影响越显著;(3)随着动荷载与选取点距离的缩短,选取点的竖向位移开始上下振动并逐渐增大,达到幅值后随着动荷载与选取点距离的增加,选取点的竖向位移逐渐恢复并有上下振动的现象。     

季冻区粉煤灰加固路基土力学性能试验研究

为探究冻融循环作用对粉煤灰加固路基土力学性能影响,对冻融循环次数、含水率、粉煤灰掺量不同的盐渍土开展无侧限抗压试验和三轴剪切试验,研究冻融循环后土体的应力-应变曲线、无侧限抗压强度、黏聚力和内摩擦角的变化情况。使用Design-Expert 8.0软件,研究冻融循环次数、粉煤灰掺量、含水率及各因素交互作用对盐渍土力学性质影响的显著性程度。结果表明:多次冻融循环后,盐渍土无侧限抗压强度、黏聚力和内摩擦角均有下降,经历1~7次冻融循环时,土体各力学参数下降速率较快;随着粉煤灰掺量的增加,盐渍土的内摩擦角、黏聚力、无侧限抗压强度和抗剪强度呈现出先升高后下降的变化趋势。基于显著性分析理论,冻融循环次数与含水率的交互作用对盐渍土无侧限抗压强度和黏聚力的影响较为显著,粉煤灰掺量与冻融循环次数的交互作用仅对无侧限抗压强度影响较为显著。为提高路基土强度及抗冻融的能力,加快粉煤灰综合利用进度,根据软件和公式模拟结果,推荐在路基土中依据质量比掺加15%粉煤灰,并将经历7次冻融循环后压实盐渍土的力学指标作为工程设计参考值。     

哈尔滨某越冬深基坑工程施工安全监测

以哈尔滨某越冬深基坑工程为实例,该基坑采用土钉墙、支护桩、冠梁、锚杆、桩间挂网喷射混凝土相结合的支护形式,对基坑进行了监测,并对监测数据进行了安全分析。监测结果表明:受土体冻融及降水影响,基坑周边路面沉降及排桩最大水平位移数值较大,但并未影响基坑支护结构的安全。在基坑开挖过程中基坑支护结构较安全。     

冻融循环下饱和含黏粒粉砂动力学参数试验

为研究寒区饱和含黏粒粉砂的动力学特性,对松花江河漫滩饱和含黏粒粉砂土进行循环三轴试验,分析冻融循环、动应力幅值、有效围压、荷载频率等环境因素对饱和粉砂土动剪切模量与阻尼比的影响。结果表明:冻融循环对饱和粉砂土动剪切模量与阻尼比影响显著,表现为在不同冻融次数区间内两者不单一变化;未冻融饱和粉砂土动剪切模量随动应力幅值、有效围压、荷载频率的增大而增大,而阻尼比随动应力幅值、有效围压、荷载频率的增大而减小。并进一步提出了可预测该种土不同工况下动剪切模量与阻尼比的经验公式。研究成果可以为粉砂土在路基工程中的稳定性与安全性设计提供参考。     

基于Blackman-turkey法生成轨道不平顺时程研究

目的 为研究城轨交通三维空间振动传播规律,探讨了激励源-轮轨接触面不平顺时程的获取方法.方法 采用周期图法,根据功率谱估计轨道谱的傅里叶谱的幅值,再辅以随机相位角,通过傅里叶逆变换(IFFT)得到轨道不平顺时程样本.结果 推导了轨道不平顺谱从空间域向频率域的转化关系,研究了依谱密度函数生成时程样本的方法,给出了三种方法生成的美国六级轨道谱对应的时程样本,比较了三种方法的计算效率和精度.结论 Blackman-Turkey法生成的时程无论从精度还是从计算速度方面都优于三角级数法和白噪声滤波法生成的时程样本,生成的不平顺时程可以用于车辆-轨道-路基系统的非线性振动分析.     

地面城轨交通近轨道区域自由地表振动实测研究

摘要：城市轨道交通诱发周边地表振动已成为突出的环境振动问题。为考查轨道周边自由地表垂向振动的特性及其传播规律,在北京城铁13号线回龙观至霍营区段进行了现场观测试验。从时域、功率谱和振动级三个方面对获得的数据进行了分析。结果显示：随着与轨道距离的增加,地表加速度峰值明显衰减,振动持时增加;振动优势频率为10-80Hz,近轨道处以高频为主,远离轨道处以低频为主;加权Z振级单调衰减,但分频段振级并非单调衰减,与场地卓越频率接近的频段存在较大的反弹现象;乘客满载和半载对Z振级的影响不大;相对于干线铁路而言,城轨交通地面振动水平较低。     

城轨交通地面线路产生环境振动频域分析

目的 研究城市轨道交通地面运行线路引起的加速度振动级在频域内的分布特性.方法 对加速度时程进行快速傅里叶变换并通过频谱分析,研究环境振动的传播特点.在最小二乘准则条件下,采用数理统计回归方法,给出地面垂向振动级衰减经验公式.结果 振动高频成分的衰减比低频更快,近轨道处地基的响应取决于列车振动产生的高频振动,远轨道处则以车辆自振频率加地基振动为主,经验公式与实测的环境振动衰减规律符合程度较好.结论 城轨交通沿线环境振动的振动级大体上随着与线路中心线距离的增大而衰减,经验衰减公式可以较好地计算地面的振动级水平.     

轨道交通引起地面环境振动最小二乘法分析

为综合研究城市轨道交通引起的环境振动及传播规律,基于北京城市轨道交通地面运行线路沿线环境振动的现场观测,在最小二乘准则条件下,采用数理统计回归方法,在时域和频域内对观测数据进行分析,提出地面垂向振动衰减的经验公式,并与多项式拟合结果进行了比较.分析结果表明:垂向振动水平高出水平向较多,评价环境振动水平时,应以垂直方向的振动为主,近轨区域,地面振动以高频为主,远轨区域,地面振动以低频为主.荷载的变化会使列车对轨道的激励成分发生了改变,环境振动的幅值及其传播规律也发生变化.