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高速铁路隧道列车振动响应分析及减振降噪研究
| 论文题名： | 高速铁路隧道列车振动响应分析及减振降噪研究 |
| 关键词： | 高速铁路隧道;列车振动;动力响应;减振降噪技术 |
| 摘要： | 随着我国高速铁路建设的全面展开，必然会涌现出越来越多的高速铁路隧道。高速铁路隧道有着更为严格的技术标准，为了保证高速列车能够长期、持续地安全、平稳运行，对隧道结构的动力稳定性提出了更高的要求，高速铁路隧道的动力响应研究已成为一个重要课题。本文以高速铁路隧道为研究对象，采用数值分析、模型试验等研究方法，系统研究了高速铁路隧道在列车振动荷载作用下的动力响应规律及其影响因素，并就高速列车所引发的振动和噪声问题进行了相关的减振降噪试验研究。主要研究内容与成果如下: (1)基于高速铁路隧道振动响应计算原理及弹塑性理论，采用Marc有限元软件建立高速铁路隧道计算模型进行动力分析，得到高速列车振动荷载作用下隧道动力响应基本规律。结果表明:隧道衬砌结构和隧道基底围岩的动力响应随着其离振源距离的增大而减小。列车振动荷载对衬砌边墙以下部位影响相对较大。通过分析对比单、双线不同行车条件下隧道的动力响应，得出:行车条件的改变不会影响隧道的动力响应，但在双线行车条件下，隧道结构的动力响应明显大于单线行车时相应数值的规律。单次行车不会造成隧道结构的强度破坏，衬砌结构的破坏主要受抗拉强度控制。 (2)在研究高速铁路动力响应基本规律的基础上，系统地探讨了高速铁路隧道动力响应的影响因素及其影响程度。结果表明:随着行车速度的提高，隧道结构的动力响应增大，其中，加速度和速度随行车速度的变化尤为明显。围岩条件对衬砌结构动力响应的影响很显著。随着围岩等级的提高，衬砌结构的动力响应明显增大。衬砌混凝土强度等级对隧道动力响应的影响很小。随着衬砌、填充层厚度的增大，隧道动力响应减小。适当增大衬砌和填充层厚度可以起到一定的减振作用。 (3)基于高速列车振动和噪声的产生机理，以高速铁路隧道为研究对象，采用模型试验的研究方法进行减振降噪试验研究。结果表明:振动和噪声随着行车速度的提高而增大。在钢轨腰部粘贴橡胶阻尼材料和在隧道内部铺设多孔吸声材料这两种减振降噪措施均具有一定的减振降噪效果，前者的减振降噪的综合效果要优于后者。同时，两者都满足技术及施工简单可行，经济合理的要求，具有较大的实际应用价值。该试验研究成果对高速铁路隧道的设计和施工具有重要的指导意义，并为高铁建设和减振降噪设计提供理论依据。 |
| 作者： | 魏雪云 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 钱德玲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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