基于2.5維有限元法和虛擬激勵(lì)法進(jìn)行地鐵交通場(chǎng)地隨機(jī)振動(dòng)特征分析�；谔摂M激勵(lì)法由軌道不平順功率譜得到動(dòng)態(tài)輪軌力功率譜,將其作為軌道—隧道—地基土系統(tǒng)2.5維有限元模型的外部激勵(lì),計(jì)算得到地面隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng),分析車速和軌道不平順等級(jí)對(duì)地面隨機(jī)振動(dòng)特征的影響。結(jié)果表明:地面振動(dòng)位移受車輛軸重控制,受軌道不平順隨機(jī)激勵(lì)影響較小;地面振動(dòng)速度和加速度主頻隨地鐵車速的增加顯著增大,軌道不平順等級(jí)不改變地面振動(dòng)響應(yīng)的頻譜分布;軌道不平順等級(jí)降低和地鐵車速增大造成地面隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)的離散度和Z振級(jí)最大值顯著增加;軌道不平順隨機(jī)激勵(lì)下,地面振動(dòng)速度和加速度上限值以及Z振級(jí)最大值在垂直于地鐵運(yùn)行方向的衰減出現(xiàn)明顯波動(dòng),距軌道中心線60 m外衰減趨勢(shì)變緩。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)鐵道科學(xué). 2020,41(04)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：11 頁(yè)

【部分圖文】：

不同速度下A點(diǎn)垂向振動(dòng)響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)差

為構(gòu)造軌道—隧道—地基土2.5維有限元模型的外部激勵(lì)，需先求出輪軌力功率譜密度函數(shù)。車輛—軌道—隧道—地基土垂向耦合模型如圖1所示。移動(dòng)車輛考慮為彈簧和阻尼器連接的多剛體系統(tǒng)，車輪與鋼軌為線性赫茲彈性接觸，鋼軌為無(wú)限長(zhǎng)的歐拉梁，對(duì)無(wú)砟軌道而言，當(dāng)頻率低于200Hz時(shí)，離散支撐的影響可以忽略不計(jì)[22]，因此，將軌道板、隧道簡(jiǎn)化為沿軌道方向質(zhì)量均勻分布的梁，用均布的線性彈簧和阻尼器模擬扣件、墊層以及彈性土體的剛度和阻尼。地基采用Winkle地基模型，將其考慮為層狀半空間體，忽略地基土的振動(dòng)對(duì)耦合系統(tǒng)振動(dòng)的影響。考慮黏滯阻尼與應(yīng)變阻尼的影響，建立軌道—隧道—地基土系統(tǒng)的振動(dòng)微分方程[15]

本文基于2.5維有限元—最佳匹配層法[20]建立軌道—隧道—地基土數(shù)值模型。最佳匹配層（Perfectly Matched Layers,PML）單元具有吸收任意方向的波而不產(chǎn)生虛擬反射的功能，且最佳匹配層區(qū)域內(nèi)的波將在兩側(cè)邊界之間衰減至零，PML單元中波的衰減如圖2所示。在2.5維軌道—隧道—地基土有限元模型關(guān)注區(qū)域外圍施加最佳匹配層，在該特殊層的外邊緣施加Dirichlet和Neummann邊界條件，將關(guān)注區(qū)域和最佳匹配層區(qū)域各單元振動(dòng)方程整裝，得到虛擬動(dòng)態(tài)輪軌力作用下軌道—隧道—地基土系統(tǒng)頻率—波數(shù)域總振動(dòng)方程[15]為

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]高速列車-軌道-地基土非平穩(wěn)隨機(jī)振動(dòng)分析及場(chǎng)地反應(yīng)譜研究[D]. 李子惠.北京交通大學(xué) 2019



本文編號(hào)：3125661