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板式轨道交通引起的地面振动模型

和振兴 翟婉明

和振兴, 翟婉明. 板式轨道交通引起的地面振动模型[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(3): 13-17.
引用本文: 和振兴, 翟婉明. 板式轨道交通引起的地面振动模型[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(3): 13-17.
HE Zhen-xing, ZHAI Wan-ming. Model of ground vibration generated by slab track[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(3): 13-17.
Citation: HE Zhen-xing, ZHAI Wan-ming. Model of ground vibration generated by slab track[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(3): 13-17.

板式轨道交通引起的地面振动模型

基金项目: 

国家自然科学基金项目 50521503

教育部创新团队发展计划项目 IRT0452

详细信息
    作者简介:

    和振兴(1978-),男,甘肃会宁人,西南交通大学工学博士研究生,从事轨道交通引起的环境振动研究

    翟婉明(1963-),男,江苏靖江人,西南交通大学教授,工学博士

  • 中图分类号: U213.2

Model of ground vibration generated by slab track

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  • 摘要: 为了研究板式轨道交通引起的地面振动, 建立了单个载荷作用下板式轨道引起的地面振动计算模型。在模型中, 考虑了板式轨道的结构特性, 大地按多层各向同性无限大弹性体建模, 其底层为弹性半空间体。对模型的动力学微分方程先在波数-频率域内进行求解, 然后利用傅立叶逆变换得到地面振动的垂向位移幅值计算表达式。算例表明, 该模型能反映出层状大地中波的频散特性, 荷载移动速度对地面振动有显著影响, 荷载速度增大, 振动响应及影响范围随之增大, 当其超过瑞利波波速时, 将会出现多普勒效应, 这说明该模型能模拟地质沉积作用下的层状大地特性。

     

  • 图  1  板式轨道与层状大地耦合模型

    Figure  1.  Model of slab track coupled with layered ground

    图  2  波数域位移

    Figure  2.  Displacement in wave-number domain

    图  3  波数域位移康托

    Figure  3.  Displacement contours in wave-number domain

    图  4  1/4波数域位移

    Figure  4.  Displacement in quarter wave-number domain

    图  5  地面垂向位移

    Figure  5.  Vertical displacement of ground surface

    图  6  地面位移的康托

    Figure  6.  Displacement Contours of ground surface

    表  1  分层大地参数

    Table  1.   Layered ground parameters

    层数j 厚度zj/m 杨氏模量Ej/(N·m-2) 密度ρj/(kg·m-3) 泊松比υj 损失因子ηj
    1 5 30×106 1 550 0.47 0.1
    无限半空间 360×106 2 000 0.49 0.1
    下载: 导出CSV

    表  2  板式轨道参数

    Table  2.   Slab track parameters

    单位长度钢轨的质量Mr/(kg·m-1) 120
    单位长度轨道板的质量Msb/(kg·m-1) 4 000
    轨下支撑损失因子ηrs 0.25
    轨道板的弯曲刚度EIsb/(N·m2) 1.11×108
    钢轨的弯曲刚度EI/(N·m2) 6.621×107
    轨下支撑刚度Krs/(N·m-2) 1.7×108
    轨道和地面的接触宽度B/m 2.4
    轨道板的损失因子ηsb 0.03
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2006-02-17
  • 刊出日期:  2006-09-25

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