高速鐵路路基段地面振動響應研究

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

2、te：GuangrningZhangAcademicDegreeAppliedfor：DoctorDegreeofEngineeringSpeciality：GeologicalEngineeringSupervisor：LizhongYang萬方數據西南交通大學學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權西南交通大學可以將本論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復印手段保存和匯編本學位論文。本學位論文屬于1．保密口，在年

3、解密后適用本授權書；2．不保密《使用本授權書。(請在以上方框內打“、／”)學位論文作者簽名：拓駐諏日期：如l畢、‘．f6指導老師簽名：楊泖a娥j釉心·6·，《萬方數據西南交通大學博士學位論文創(chuàng)新性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是在導師指導下獨立進行研究工作所得的成果。除文中已經注明引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻的個人和集體，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果由本人承擔。本學位論文的主要創(chuàng)新點如下：(1)對高速鐵路(無砟軌道)路基段(路堤段和路塹段)列車運行引起的地面振動特征進行了現場測試

4、和數值模擬分析，研究了列車的運行速度、編組長度、路基本體、場地的地質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”現象的產生機理，將引起地面“振動反彈”現象的原因總結為以下幾種：①振動波在地層問的反射疊加；②列車運行過程中不同激振點產生振動波在目標位置處的疊加；③同一激振點持續(xù)激振時地表P波、S波、R波的膠著疊加。(3)根據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測方法。學位論文作者簽名：紅饕r最日期：沙，∞．‘、屆萬方數據西南交通大學博士研究生學位論文第1頁摘要高速鐵

5、路作為一種節(jié)能環(huán)保、低碳經濟的交通方式，已在我國得到大力發(fā)展，客運鐵路高速化是未來客運鐵路的必然發(fā)展趨勢，高速鐵路在給人們生活帶來方便、快捷的同時其運營期間產生的地面振動問題也不可忽視。相對于普通鐵路，高速鐵路產生的地面振動的持時更短，但是通常其振動幅值比普通鐵路更高，且開行頻次更高，因此其產生的環(huán)境振動問題可能更加嚴重。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測和防治具有重要意義。本文通過現場試驗、數值模擬、理論分析對高速鐵路路堤段和路塹段地面振動響應特點、振動波的傳播

6、路徑、路基本體和場地地質條件對地面振動的影響、地面振動的反彈機理以及鐵路地面振動的預測等幾個方面作了研究。(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行了現場測試，通過分析得到，高速鐵路基段地面振動隨距離并非呈單調衰減，在某些距離處會出現振動放大現象。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。地面振動響應受列車編組長度和列車運行速度的影響很大，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小；列車運行速度越快地面振動持續(xù)時間越短，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，當速度達至1290km／h及以上時，地面振動頻率出現，‘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系進行分析，發(fā)現地面振動峰值頻率與列車運行速度之間存在一定的數學關系。(2)根據振動波在地質體中的傳播規(guī)律，對路基段振動波的傳播路徑進行了分析，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部向上傳播的體波疊加組成；在雙層