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运行列车引起地面振动的理论模型及振动特性分析
  • ISSN号:1004-4523
  • 期刊名称:《振动工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:U211.30[交通运输工程—道路与铁道工程] TB533.2[理学—物理;理学—声学;一般工业技术]
  • 作者机构:[1]北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044, [2]石家庄铁道学院土木分院,河北石家庄050043
  • 相关基金:国家自然科学基金重点资助项目(50538010);北京市自然科学基金资助项目(8082021);北京交通大学校基金资助项目(2007XM027)
中文摘要:

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间动态激励力。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。根据该模型通过一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。

英文摘要:

Based on the vehicle dynamics, track dynamics and the Green's functions of foundation soil, an integrated train-track-soil dynamic interaction model is established, which can be used to predict the train-induced free-field vibrations. In the model, the vibrations of vehicle components, the quasi-static axle loads and the dynamic excitations caused by track irregularity that is simulated by the single wavelength harmonic profile herein, are all taken into account. The models of train, track and soil are coupled through dynamic wheel-rail Hertz contact and the dynamic equilibrium relationship of sleeper-foundation soil, respectively. Using the theoretical model, the ground vibration characteristics are analyzed through an example, and furthermore the influences of train speeds and soil properties on ground vibrations are analyzed by the moving unit constant load and unit harmonic load. The calculated results show that the characteristics of ground vibrations have a close relationship with train speeds and soil properties; the intersection frequencies of velocity lines of moving train and dispersion curves of subsoil are some resonance frequencies which induce the amplification of ground vibration; there exists a critical speed for moving train which is close to the minimum speed of the Rayleigh wave in the subsoil; the dynamic excitation produced by wheel-track irregularity has great influence on high frequency components of ground vibration.

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期刊信息
  • 《振动工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国振动工程学会
  • 主编:刘人怀
  • 地址:南京市御道街29号
  • 邮编:210016
  • 邮箱:zdxb@nuaa.edu.cn
  • 电话:025-84895885
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-4523
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1349/TB
  • 邮发代号:28-249
  • 获奖情况:
  • 1995年江苏省首届期刊质评一级期刊,1997年获中国科协优秀期刊,1999年获国家自然科学基金委经费资助
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:12831