高速鐵路隧道列車振動響應(yīng)分析及減振降噪研究.pdf

1、隨著我國高速鐵路建設(shè)的全面展開，必然會涌現(xiàn)出越來越多的高速鐵路隧道。高速鐵路隧道有著更為嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為了保證高速列車能夠長期、持續(xù)地安全、平穩(wěn)運(yùn)行，對隧道結(jié)構(gòu)的動力穩(wěn)定性提出了更高的要求，高速鐵路隧道的動力響應(yīng)研究已成為一個重要課題。本文以高速鐵路隧道為研究對象，采用數(shù)值分析、模型試驗等研究方法，系統(tǒng)研究了高速鐵路隧道在列車振動荷載作用下的動力響應(yīng)規(guī)律及其影響因素，并就高速列車所引發(fā)的振動和噪聲問題進(jìn)行了相關(guān)的減振降噪試驗研究。主要

2、研究內(nèi)容與成果如下:
　　(1)基于高速鐵路隧道振動響應(yīng)計算原理及彈塑性理論，采用Marc有限元軟件建立高速鐵路隧道計算模型進(jìn)行動力分析，得到高速列車振動荷載作用下隧道動力響應(yīng)基本規(guī)律。結(jié)果表明:隧道襯砌結(jié)構(gòu)和隧道基底圍巖的動力響應(yīng)隨著其離振源距離的增大而減小。列車振動荷載對襯砌邊墻以下部位影響相對較大。通過分析對比單、雙線不同行車條件下隧道的動力響應(yīng)，得出:行車條件的改變不會影響隧道的動力響應(yīng)，但在雙線行車條件下，隧道結(jié)構(gòu)的動力

3、響應(yīng)明顯大于單線行車時相應(yīng)數(shù)值的規(guī)律。單次行車不會造成隧道結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度破壞，襯砌結(jié)構(gòu)的破壞主要受抗拉強(qiáng)度控制。
　　(2)在研究高速鐵路動力響應(yīng)基本規(guī)律的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地探討了高速鐵路隧道動力響應(yīng)的影響因素及其影響程度。結(jié)果表明:隨著行車速度的提高，隧道結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)增大，其中，加速度和速度隨行車速度的變化尤為明顯。圍巖條件對襯砌結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響很顯著。隨著圍巖等級的提高，襯砌結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)明顯增大。襯砌混凝土強(qiáng)度等級對隧道動力響應(yīng)

4、的影響很小。隨著襯砌、填充層厚度的增大，隧道動力響應(yīng)減小。適當(dāng)增大襯砌和填充層厚度可以起到一定的減振作用。
　　(3)基于高速列車振動和噪聲的產(chǎn)生機(jī)理，以高速鐵路隧道為研究對象，采用模型試驗的研究方法進(jìn)行減振降噪試驗研究。結(jié)果表明:振動和噪聲隨著行車速度的提高而增大。在鋼軌腰部粘貼橡膠阻尼材料和在隧道內(nèi)部鋪設(shè)多孔吸聲材料這兩種減振降噪措施均具有一定的減振降噪效果，前者的減振降噪的綜合效果要優(yōu)于后者。同時，兩者都滿足技術(shù)及施工簡單可