高速鐵路路基段地面振動響應(yīng)研究

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1、萬方數(shù)據(jù)國內(nèi)圖書分類號：國際圖書分類號：U211．3，TU435，X593534，625西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文密級：公開年姓專二零一四年四月萬方數(shù)據(jù)ClassifiedIndex：U211．3，TU435，X593U．D．C：534．625lIllIlUllIIIIIIIIY2814916SouthwestJiaotongUniversityDoctorDegreeDissertationSTUDYONTHEGROUNDVIBRATIONINDUCEDBYTRAINSMOVINGONSUBGRADEOFHIGH．SPEEDRAII灝廠AYGrade：2010Candida

2、te：GuangrningZhangAcademicDegreeAppliedfor：DoctorDegreeofEngineeringSpeciality：GeologicalEngineeringSupervisor：LizhongYang萬方數(shù)據(jù)西南交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)西南交通大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)印手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1．保密口，在年

3、解密后適用本授權(quán)書；2．不保密《使用本授權(quán)書。(請?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“、／”)學(xué)位論文作者簽名：拓駐諏日期：如l畢、‘．f6指導(dǎo)老師簽名：楊泖a娥j釉心·6·，《萬方數(shù)據(jù)西南交通大學(xué)博士學(xué)位論文創(chuàng)新性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確的說明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。本學(xué)位論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：(1)對高速鐵路(無砟軌道)路基段(路堤段和路塹段)列車運(yùn)行引起的地面振動特征進(jìn)行了現(xiàn)場測試

4、和數(shù)值模擬分析，研究了列車的運(yùn)行速度、編組長度、路基本體、場地的地質(zhì)條件對路基段地面振動的影響。(2)研究了鐵路列車引起的地面振動在傳播過程中“振動反彈”現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)理，將引起地面“振動反彈”現(xiàn)象的原因總結(jié)為以下幾種：①振動波在地層問的反射疊加；②列車運(yùn)行過程中不同激振點(diǎn)產(chǎn)生振動波在目標(biāo)位置處的疊加；③同一激振點(diǎn)持續(xù)激振時(shí)地表P波、S波、R波的膠著疊加。(3)根據(jù)不同頻率振動的衰減速度不同，分別建立了基于Bornitz模型的鐵路路堤段、路塹段以及橋梁段地面振動的分頻段預(yù)測方法。學(xué)位論文作者簽名：紅饕r最日期：沙，∞．‘、屆萬方數(shù)據(jù)西南交通大學(xué)博士研究生學(xué)位論文第1頁摘要高速鐵

5、路作為一種節(jié)能環(huán)保、低碳經(jīng)濟(jì)的交通方式，已在我國得到大力發(fā)展，客運(yùn)鐵路高速化是未來客運(yùn)鐵路的必然發(fā)展趨勢，高速鐵路在給人們生活帶來方便、快捷的同時(shí)其運(yùn)營期間產(chǎn)生的地面振動問題也不可忽視。相對于普通鐵路，高速鐵路產(chǎn)生的地面振動的持時(shí)更短，但是通常其振動幅值比普通鐵路更高，且開行頻次更高，因此其產(chǎn)生的環(huán)境振動問題可能更加嚴(yán)重。高速鐵路路基段是高鐵線路的重要組成部分，在地面距線路中心相同距離處路基段振動幅值甚至比橋梁段更大，研究高速鐵路路基段地面振動對高速鐵路振動影響的預(yù)測和防治具有重要意義。本文通過現(xiàn)場試驗(yàn)、數(shù)值模擬、理論分析對高速鐵路路堤段和路塹段地面振動響應(yīng)特點(diǎn)、振動波的傳播

6、路徑、路基本體和場地地質(zhì)條件對地面振動的影響、地面振動的反彈機(jī)理以及鐵路地面振動的預(yù)測等幾個(gè)方面作了研究。(1)對西寶高速鐵路、成灌鐵路、鄭西高速鐵路路基段地面振動進(jìn)行了現(xiàn)場測試，通過分析得到，高速鐵路基段地面振動隨距離并非呈單調(diào)衰減，在某些距離處會出現(xiàn)振動放大現(xiàn)象。振動隨距離衰減過程中高頻振動的衰減速度比低頻振動更快。地面振動響應(yīng)受列車編組長度和列車運(yùn)行速度的影響很大，16節(jié)編組列車引起的地面振動比8節(jié)編組列車引起的地面振動持續(xù)時(shí)間更長，振動幅值更高，振動的衰減速度也更快，但列車編組長度對振動頻率的影響比較??；列車運(yùn)行速度越快地面振動持續(xù)時(shí)間越短，振動幅值越高，振動衰減速度

7、也越快；列車速度越快，振動頻率的分布越離散，當(dāng)速度達(dá)至1290km／h及以上時(shí)，地面振動頻率出現(xiàn)，‘系列近似等間距分布的單峰值，對黃土地區(qū)路塹段地面振動頻率與速度的關(guān)系進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)地面振動峰值頻率與列車運(yùn)行速度之間存在一定的數(shù)學(xué)關(guān)系。(2)根據(jù)振動波在地質(zhì)體中的傳播規(guī)律，對路基段振動波的傳播路徑進(jìn)行了分析，得到不同場地路堤段和路顰段地面振動的組成成分。在均勻場地中，路堤段地面振動是由地表R波和靠近地表的體波組成，路塹段地面振動由地表R波、靠近地表的體波以及路塹邊坡體體內(nèi)部向上傳播的體波疊加組成；在雙層