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文献综述
1.研究背景高速铁路作为一种节能环保、低碳经济的交通方式,已在我国得到大力发展,客运铁路高速化是未来客运铁路的必然发展趋势,高速铁路在给人们生活带来方便、快捷的同时其运营期间产生的地面振动问题也不可忽视[1]。
所谓振动公害,是指人类活动引起的地面、建筑物、交通车辆等振动对人的生活和工作环境的影响、对人体健康的影响、对建筑物安全的影响以及对精密仪器正常使用的影响等[2]。
相对于普通铁路,高速铁路产生的地面振动的持时更短,但是通常其振动幅值比普通铁路更高,且开行频次更高,其产生的环境振动问题可能更加严重。
为此,国内外也开始针对这一系列的问题运用相关理论展开了相关的实验分析,数值模拟分析等[3]。
对于目前已有的研究,有分析铁路轨道在高速列车运动荷载作用下的振动问题用于防止轨道的破坏,保证列车的安全运行;有分析列车运动荷载引起的应力波在轨道和周围地基中的传播,对于评估环境振动和改善铁路沿线众多高科技工厂的生产条件和居民生活条件有重要的现实意义[4]。
影响轨道结构振动的因素众多,如列车类型、轴重、行车速度、轨道结构类型、车轮与轨道表面的平顺状态等[1]。
振动的产生实际上即为振动波的传播过程,产生振动的三要素包括:振源(列车-轨道)、传播介质(路基系统和周围场地)、受振体(建筑物)。
列车高速运行过程中与轨道之间不断地碰撞接产生振动,即为轮轨接触作用,使轨道结构产生振动波,形成振源,向下(路基结构)传播。
随后振动在经过传播介质(即路基和地基土体)向四周传播,由于土体的分层作用,振动波在传播过程不断发生反射、折射和衍射等作用,最终到达建筑物,振动波通过基础-柱-梁-板向上传播,从而损坏建筑物或影响建筑中居民的工作生活。
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