地震激励下列车-轨道-隧道-土体相互作用系统动力分析

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作者 徐磊 王炫钧 +1 位作者 余志武 李正 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2359-2369,共11页

为研究地震激励下列车-轨道-隧道-土体相互作用系统的动力学行为,建立三维列车-轨道-隧道-土体耦合时变动力学模型,以不同强度的地震波和轨道不平顺为系统激励源,通过实际地震动记录进行规格化处理纵向、横向和垂向地震动波,分析不同土... 为研究地震激励下列车-轨道-隧道-土体相互作用系统的动力学行为,建立三维列车-轨道-隧道-土体耦合时变动力学模型,以不同强度的地震波和轨道不平顺为系统激励源,通过实际地震动记录进行规格化处理纵向、横向和垂向地震动波,分析不同土质条件、地震强度下列车-轨道-隧道-土体系统动力响应特征。研究结果表明:地震作用可显著增大隧道内列车动力响应,在不同土质条件下,横向轮轨力的波动较无地震激励时显著增大,波动幅度平均增加92.23%,而垂向轮轨力的波动幅度平均增加7.14%,车体垂向、横向加速度分别增大89.50%和25.93%;在不同地震强度下,轮轨横向力与轮轨垂向力在地震强度为0.40g时达到最大,分别为46.760 1 kN与94.8637 kN,相较于地震强度0.35g时分别增大182.68%与5.35%,脱轨系数相较于地震强度0.35g时增幅达到168.28%;地震下土体振动呈放大效应,土体弹性模量较外部激励对放大系数的影响十分显著,其中,放大系数在土体弹性模量最大时为4.080 4;隧道的存在会隔断土体振动传播,隧道顶部土体加速度较隧道底部土体加速度降低约86%。 展开更多

关键词 列车-轨道-隧道-土体相互作用 地震作用 动力响应 放大系数 数值仿真

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列车-轨道-桥梁动力相互作用分析 被引量：2

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作者 程远胜 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期84-86,共3页

提出了一个新的计算单元 :车 轨道 桥单元 ,用有限元法分析列车、轨道、桥梁结构的动力相互作用 .数值计算结果表明 ,轨道结构对桥梁结构动力响应的影响较小 。

关键词 列车 动力相互作用 有限元法 铁路桥 桥梁结构 轨道结构 车-轨道-桥单元

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桥梁收缩徐变诱发高速列车-CRTS Ⅱ型板式轨道-桥梁系统非线性动力相互作用研究 被引量：6

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作者 陈兆玮 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期1-8,22,共9页

混凝土桥梁的收缩徐变效应在高速铁路桥梁工程中不可避免,会导致桥梁竖向变形,并最终导致CRTSⅡ型纵连板式轨道和桥面之间出现脱空。针对这一实际工程问题,深入研究收缩徐变引起的高速列车-纵连板式轨道-桥梁系统非线性动力相互作用问... 混凝土桥梁的收缩徐变效应在高速铁路桥梁工程中不可避免,会导致桥梁竖向变形,并最终导致CRTSⅡ型纵连板式轨道和桥面之间出现脱空。针对这一实际工程问题,深入研究收缩徐变引起的高速列车-纵连板式轨道-桥梁系统非线性动力相互作用问题。对桥梁收缩徐变下纵连板式轨道-桥梁系统非线性接触机制进行讨论;提出桥梁收缩徐变条件下高速列车-纵连板式轨道-桥梁系统非线性动力相互作用研究方法;在此基础上研究桥梁收缩徐变对桥轨非线性接触行为、轨道层间相互作用、轨道混凝土结构附加动应力以及列车动态特性的影响。研究表明:提出的研究方法可以有效地研究收缩徐变条件下列车-纵连板式轨道-桥梁结构的动力相互作用问题。在收缩徐变条件下,梁端处出现了底座和桥面间的脱空现象。列车动荷载引起桥轨接触力明显增大,同时也导致脱空区域发生明显变化。整体来看脱空区域长度对速度并不敏感。梁端位置处的轨道层间力有明显变化,砂浆力变化比扣件力剧烈。轨道板和底座上表面主要以承受拉应力为主,仅在脱空区域附近才出现局部受压;而下表面则呈现相反的应力分布。收缩徐变效应主要影响列车的振动,而对轨下结构的振动影响较小。 展开更多

关键词 列车-轨道-桥梁动力相互作用 收缩徐变 动态接触 纵连板式轨道 行车性能

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基于直接概率积分法的列车-轨道-桥梁系统随机分析

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作者 刘虎兵 宋力 +2 位作者 徐磊 蒋丽忠 余志武 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期669-680,共12页

由于施工和制造误差使得铁路工程结构参数不可避免地具有不确定性,同时作为系统主要自激励的轨道不平顺亦具有明显的随机性和时变性,因此,探明不确定因子对列车和轨道-桥梁结构动态性能的影响非常重要。为了高效地完成列车-轨道-桥梁系... 由于施工和制造误差使得铁路工程结构参数不可避免地具有不确定性,同时作为系统主要自激励的轨道不平顺亦具有明显的随机性和时变性,因此,探明不确定因子对列车和轨道-桥梁结构动态性能的影响非常重要。为了高效地完成列车-轨道-桥梁系统随机性能分析,建立列车-轨道-桥梁空间振动分析模型,采用轨道不平顺概率模型和谱表达-随机函数的方式在有限随机变量空间中实现轨道不平顺随机过程的高效模拟。引入概率密度积分方程和直接概率积分法发展了列车-轨道-桥梁系统随机动力方程和相应的计算求解策略。基于MATLAB实现了列车-轨道-桥梁随机振动的直接概率积分法分析程序,计算了全概率不平顺激励和参数随机条件下车-轨-桥系统振动响应的均值、标准差和时变的概率密度信息。研究结果表明:与概率密度演化分析方法相比,直接概率积分法可较好地反映行车过程中系统响应的概率密度特征,然而其在系统响应随机后处理时更为高效,其效率可提高1~2个数量级。此外,考虑轨道不平顺全概率激励更能准确地反映行车过程系统响应的概率特征,平均概率谱可能使得计算结果偏于保守;行车速度对于列车和桥梁动态行为的影响是显著的,随着行车速度的增加系统响应的范围逐渐变大。研究结果进一步拓展了列车-轨道-桥梁随机系统的分析方法,可以高效地用于系统状态评估和设计优化。 展开更多

关键词 直接概率积分法 列车-轨道-桥梁相互作用 随机分析 谱表达-随机函数法

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考虑地表变形的轨道-土体空间映射关系分析与车致振动评估

5

作者 李正 徐磊 王卫东 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期5005-5017,共13页

针对地表变形下的无砟轨道结构与土体之间的变形空间映射关系,分析地表变形诱发轨道附加变形激励下的车辆-轨道-土体耦合振动问题。基本的分析框架由2个模型组成:1)车辆-轨道-土体动力相互作用模型;2)轨道结构-土体变形空间映射分析模... 针对地表变形下的无砟轨道结构与土体之间的变形空间映射关系,分析地表变形诱发轨道附加变形激励下的车辆-轨道-土体耦合振动问题。基本的分析框架由2个模型组成:1)车辆-轨道-土体动力相互作用模型;2)轨道结构-土体变形空间映射分析模型。模型1是本文动力响应分析的基本模型,是以经典的轮轨接触理论和有限元矩阵耦合方法为基础建立的。模型2用于分析轨道-土体变形空间映射关系,引入了增量法和迭代法用于处理轨道-土体接触/分离的非线性关系,并与ANSYS模型进行了验证。模型2计算得到的轨道结构在地表变形条件下产生的轨道附加变形和层间脱空被视为动力相互作用模型1的外部几何激励,在融合了经典的轨道不平顺激励的基础上分析长波轨道附加变形和层间动态接触对车致振动的影响。在算例中,以广州某城际铁路地表融沉问题为案例,分析轨道结构的附加变形与地表融沉之间的映射关系,并从动力相互作用的角度探讨地表融沉条件下的系统耦合振动规律。仿真结果表明,轨道结构附加变形与地表融沉之间有着较强的关联关系,但轨道与地表的层间并不会完全处于接触状态,而是存在局部的脱空。系统的振动在层间脱空较大处有着明显的增强,其长波低频部分是由刚度缺失造成。此外,车辆的运行安全性和舒适性在地表融沉区域也发生了不同程度的恶化。 展开更多

关键词 车辆-轨道-土体动力相互作用 空间映射 层间非线性 增量法 迭代法

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列车-轨道系统竖向动力分析的车辆轨道单元模型 被引量：25

6

作者 雷晓燕 张斌 刘庆杰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期168-173,共6页

根据列车-轨道系统运动的特点,提出了适合该问题动力学分析的新型车辆单元和轨道单元,运用有限元方法和Lagrange方程,推导了两种单元的刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵。整个列车-轨道系统只需离散成车辆单元和轨道单元,其中轨道系统离散... 根据列车-轨道系统运动的特点,提出了适合该问题动力学分析的新型车辆单元和轨道单元,运用有限元方法和Lagrange方程,推导了两种单元的刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵。整个列车-轨道系统只需离散成车辆单元和轨道单元,其中轨道系统离散成轨道单元,一节车辆离散成一个车辆单元。该模型具有程序编制容易、计算效率高的特点。作为应用实例,给出单轮通过和考虑轨道完全平顺和具有随机不平顺条件下整车通过时车辆和轨道动力响应分析的二个算例。 展开更多

关键词 列车单元 轨道单元 列车-轨道系统 车辆-轨道相互作用

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下穿隧道–土–地表邻近框架结构相互作用体系地震响应初步分析 被引量：21

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作者 王国波 于艳丽 何卫 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期334-338,共5页

在中国城市轨道交通快速发展的推动下,隧道等地下结构近距离下穿地表建筑物的案例越来越多。对于相互穿越工程,较多的关注在于隧道等地下结构动态施工对地表建筑物安全的影响,而忽视了隧道建成后对被穿越的地表临近建筑物抗震性能的影... 在中国城市轨道交通快速发展的推动下,隧道等地下结构近距离下穿地表建筑物的案例越来越多。对于相互穿越工程,较多的关注在于隧道等地下结构动态施工对地表建筑物安全的影响,而忽视了隧道建成后对被穿越的地表临近建筑物抗震性能的影响。拟结合某实际工程,建立盾构隧道–土体–地表邻近框架结构相互作用体系二维数值计算模型,对比分析隧道与邻近框架结构相互之间地震响应影响规律。计算分析表明:①隧道的存在使隧道两侧土体表面出现一个地震响应放大区;②下穿隧道对地表框架结构的地震响应有部分影响,但影响程度有限;③地表结构的存在对隧道结构地震响应的影响较小,可忽略不计。研究成果可为地下结构的规划以及地表结构与地下结构的抗震设计提供参考。 展开更多

关键词 盾构隧道 穿越工程 隧道-土体-框架结构相互作用体系 地震响应

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泥石流冲击下山区铁路车-轨-桥系统动力学行为特性研究

8

作者 李鹏浩 和振兴 +1 位作者 李斌强 杨力 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第22期37-44,95,共9页

随着全球极端降雨事件愈发常见,复杂艰险山区泥石流灾害发生频次大幅增加,研究泥石流冲击作用下车-轨-桥系统动力学行为特性对保证桥上列车行车安全性具有重要意义。基于光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)理论,... 随着全球极端降雨事件愈发常见,复杂艰险山区泥石流灾害发生频次大幅增加,研究泥石流冲击作用下车-轨-桥系统动力学行为特性对保证桥上列车行车安全性具有重要意义。基于光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)理论,建立泥石流冲击桥墩精细化模型,模拟泥石流冲击桥墩动态演化过程,获取泥石流冲击荷载,构建考虑泥石流冲击作用影响的车-轨-桥系统动力学模型,研究泥石流冲击桥墩作用下车辆和桥梁动力学响应变化趋势,探讨泥石流冲击强度和行车速度对桥上列车行车安全性的综合影响,明确桥上列车行车安全阈值。结果表明:SPH方法可以较好地模拟泥石流冲击桥墩动态过程,冲击过程中出现了明显的浆体爬高、回淤等现象;泥石流冲击作用引起桥梁在横向自振频率附近更剧烈的振动,可能加剧桥梁结构的损伤破坏;当泥石流荷载强度超过4.4 MN时,行车速度200 km/h列车的脱轨系数和轮重减载率均超出安全限值;当泥石流荷载强度超过6.2 MN时,行车速度160 km/h列车的轮重减载率超出安全限值,列车运行中可能面临脱轨的风险。研究成果旨在为泥石流灾害发生时桥上列车走行性能评估提供理论依据。 展开更多

关键词 复杂艰险山区 泥石流灾害 光滑粒子流体动力学(SPH) 列车-轨道-桥梁动力相互作用 行车安全

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轨道刚度不平顺对高速车-轨-桥系统振动的影响 被引量：3

9

作者 陈兆玮 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期126-134,共9页

轨道刚度不平顺从轨面上难以区分,当列车通过时则会产生巨大的轮轨冲击或轨道变形,严重影响系统的安全平稳运营。针对该问题,首先解析推导了轨道刚度不平顺的数学表达式,并基于列车-轨道-桥梁动力相互作用理论建立了高速列车-板式轨道-... 轨道刚度不平顺从轨面上难以区分,当列车通过时则会产生巨大的轮轨冲击或轨道变形,严重影响系统的安全平稳运营。针对该问题,首先解析推导了轨道刚度不平顺的数学表达式,并基于列车-轨道-桥梁动力相互作用理论建立了高速列车-板式轨道-轨桥耦合动力学模型;在此基础上从时域和频域角度研究了常规型轨道刚度不平顺对系统的影响;并以扣件失效为例,研究了缺陷型轨道刚度不平顺对系统动态特性的影响规律。结果表明:轨道刚度不平顺对系统振动有明显影响;轮轨力、轮对加速度及构架沉浮加速度等列车振动响应明显,表现出扣件间距及轨道板长度的周期性影响;在所考察的指标中,构架点头加速度对轨道刚度不平顺最为敏感;当考虑结构弹性后,轨道板边缘位置处的振动较板中位置处的振动大,两位置处钢轨加速度幅值比为1.17,而轨道板的加速度比值则达到了2.2;常规型轨道刚度不平顺主要引起结构周期振动,可能导致系统共振,加速结构损伤;缺陷型轨道刚度不平顺会造成轮轨冲击,严重时导致轮轨垂向力和轮重减载率超标,威胁行车安全;列车在250~350 km/h之间速度运行时,失效扣件的数量最多为1个。 展开更多

关键词 列车-轨道-桥梁动力相互作用 轨道刚度不平顺 自由梁 扣件失效 结构弹性

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地下列车移动荷载作用下隧道及自由场的动力响应解 被引量：19

10

作者 刘卫丰 刘维宁 +1 位作者 Gupta S Degrande G 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期81-84,共4页

针对地下列车运行引起的隧道和自由场上的振动响应问题,利用隧道-自由场动态相互作用系统在隧道轴线方向上的一致性或周期性,采用Fourier变换和Floquet变换等方法,在频率-波数域内推导了在移动荷载作用下隧道及自由场的动力响应解,此解... 针对地下列车运行引起的隧道和自由场上的振动响应问题,利用隧道-自由场动态相互作用系统在隧道轴线方向上的一致性或周期性,采用Fourier变换和Floquet变换等方法,在频率-波数域内推导了在移动荷载作用下隧道及自由场的动力响应解,此解把地下列车运行引起的动力响应问题归结到计算频率-波数域内的传递函数和频域内的移动外荷载的问题上,传递函数采用三维周期性有限元-边界元耦合的数值模型来计算,移动外荷载主要考虑为频域内轨道不平顺情况下的轮轨接触力。利用此动力响应解对北京地铁1号线东单站至建国门站区间的动力响应进行了计算,计算结果表明此方法具有良好的适用性。 展开更多

关键词 地下列车 移动荷载 动力响应解 隧道-自由场相互作用系统

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竖向地震影响高铁桥梁-桩基系统地震响应分析 被引量：1

11

作者 陈令坤 徐定超 +3 位作者 张楠 张鸣 王琨 费康 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1440-1447,共8页

为研究竖向地震效应对铁路桥梁地震响应的影响,本文利用p-y曲线、t-z曲线和q-z曲线建立土-桩基非线性模型,采用双线性模型模拟桥墩及桩基础的滞回特性,建立高速铁路桥梁-土-桩基多跨简支梁桥体系模型,计算其弹塑性地震响应,分析竖向地... 为研究竖向地震效应对铁路桥梁地震响应的影响,本文利用p-y曲线、t-z曲线和q-z曲线建立土-桩基非线性模型,采用双线性模型模拟桥墩及桩基础的滞回特性,建立高速铁路桥梁-土-桩基多跨简支梁桥体系模型,计算其弹塑性地震响应,分析竖向地震对桥梁的弹塑性地震响应的影响。研究结果表明:相比水平地震,竖向地震在更高的频段上影响桥梁地震响应,高阶振型对竖向振动影响较大;近断层地震较大的竖向分量相比远场地震造成更大的滞回变形,并通过其频谱特性影响桥梁地震响应。 展开更多

关键词 近断层地震 竖向地震 高铁列车 土体非线性 桥梁-土-桩基模型 土-桩基相互作用 P-Y曲线 非线性分析 地震响应

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考虑制动条件的高速列车—轨道—桥梁系统动力响应分析 被引量：11

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作者 程潜 张楠 +1 位作者 夏禾 张田 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期8-14,共7页

以CRH2型动车组制动通过铺设无缝线路的10跨简支梁桥为例,运用刚体动力学建立车辆模型,以空间梁单元模拟轨道和桥梁结构,非线性弹簧模拟线路纵向阻力,根据高速列车制动的特点确定列车制动力、轮轨密贴假定求解轮轨力,通过系统间全过程... 以CRH2型动车组制动通过铺设无缝线路的10跨简支梁桥为例,运用刚体动力学建立车辆模型,以空间梁单元模拟轨道和桥梁结构,非线性弹簧模拟线路纵向阻力,根据高速列车制动的特点确定列车制动力、轮轨密贴假定求解轮轨力,通过系统间全过程迭代求解系统方程,进行高速列车制动时车辆—轨道—桥梁系统动力响应分析。结果表明,在列车停车瞬间由于制动力的突然消失,车辆、轨道和桥梁结构的纵向均会出现最大振动;桥梁中间墩墩底截面的最大弯矩约为1 800kN.m,小于按我国桥涵设计规范中列车制动附加力静力计算方法得到的最大弯矩4 000kN.m,说明按规范中的静力计算方法计算的高速列车制动力有一定的冗余度。 展开更多

关键词 高速列车 制动 车辆轨道-桥梁系统 梁轨纵向相互作用 动力分析

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城市轨道交通列车诱发周围环境振动影响分析 被引量：2

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作者 赵欣 《城市轨道交通研究》 北大核心 2015年第8期76-80,85,共6页

基于具体实际工程,建立典型敏感场地的隧道-土层-上部结构的二维平面数值模型,计算3处典型敏感场地的加速度Z振级与离隧道中心水平距离的衰减曲线,并通过与薄层法计算结果对比验证其正确性;在此基础上,针对隧道中心上部存在建筑物、建... 基于具体实际工程,建立典型敏感场地的隧道-土层-上部结构的二维平面数值模型,计算3处典型敏感场地的加速度Z振级与离隧道中心水平距离的衰减曲线,并通过与薄层法计算结果对比验证其正确性;在此基础上,针对隧道中心上部存在建筑物、建筑物不同高度位置、建筑物距离隧道远近等工况,分析列车诱发振动的影响。 展开更多

关键词 城市轨道交通 隧道-土层-上部结构 列车诱发振动

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桥墩沉降下纵连板式轨道与桥面间动态接触行为及其对列车动态特性的影响 被引量：10

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作者 陈兆玮 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期97-105,共9页

桥墩沉降在高速铁路运营过程中不可避免,其会导致纵连板式轨道与桥面之间的变形不协调,进而引起底座与桥面之间的动态接触行为,恶化轨道力学性能并最终影响列车正常运行。这对这一问题,文章首先研究该动态接触过程的产生机制,并基于列车... 桥墩沉降在高速铁路运营过程中不可避免,其会导致纵连板式轨道与桥面之间的变形不协调,进而引起底座与桥面之间的动态接触行为,恶化轨道力学性能并最终影响列车正常运行。这对这一问题,文章首先研究该动态接触过程的产生机制,并基于列车-轨道-桥梁动力相互作用理论提出纵连板式轨道和桥面间动态接触行为的研究方法;借助该方法从静态与动态两个角度研究桥墩沉降下轨道-桥梁动态接触行为;在此基础上探讨列车通过时的动态特性。结果表明:桥墩沉降和列车荷载会导致底座与桥面出现三处明显的动态接触区域;桥墩沉降导致的相邻桥墩处梁体上拱位移远小于沉降桥墩处的梁体下沉,但是沉降对上拱区域力学特性的影响却不可忽略;轨道的纵向连接特性可以在一定程度上缓解高速列车通过沉降区域时的振动;轨道随机不平顺不能完全掩盖桥墩沉降对系统动态特性的影响,表明沉降对系统的影响是不可忽视的。 展开更多

关键词 桥墩沉降 列车-轨道-桥梁动力相互作用 纵连板式轨道 动态接触 高速铁路

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基于随机场理论的下穿盾构隧道施工变形条件下列车动态响应 被引量：8

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作者 唐钱龙 彭立敏 +1 位作者 邓锷 邹洋 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第3期1006-1026,共21页

在以往的路基段铁路行车安全研究中,地基土的物理力学参数常被考虑为确定性的参数。为探究下穿地铁盾构隧道周围土层的随机场特征对地表既有铁路行车安全的影响规律,建立列车-轨道-盾构隧道-地基土耦合系统分析模型。基于随机场理论对... 在以往的路基段铁路行车安全研究中,地基土的物理力学参数常被考虑为确定性的参数。为探究下穿地铁盾构隧道周围土层的随机场特征对地表既有铁路行车安全的影响规律,建立列车-轨道-盾构隧道-地基土耦合系统分析模型。基于随机场理论对地基土的物理力学参数进行随机赋值,并获得轮重减载率和车体加速度等车体动态响应指标的概率密度演化信息。基于概率密度演化理论开展下穿盾构隧道施工变形条件下地表运行列车动态响应分析。结果表明:盾构施工段范围内的地表沉降分布近似呈正态分布,地表沉降均值与标准差的最大值出现在盾构隧道中心线位置,而轮重减载率最大值出现在地表沉降最大值两侧曲线的下降段。随着车速的提高,车体垂向加速度概率密度等高线的分布宽度逐渐增大,当加速度上限曲线取最大值时对应的概率密度分布仍近似呈正态分布。当车速达到300 km/h时,轮重减载率的分布范围超过0.8的限值要求,而在300 km/h以下的行车速度条件下,车体加速度均满足规范要求的1.3 m/s^(2)的要求。为满足三倍标准差的99.74%的行车安全保证率,建议该区域的行车速度不应超过250 km/h。 展开更多

关键词 下穿盾构隧道 概率密度演化 随机场 列车-轨道-地基土耦合系统 动态响应

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盾构下穿时高铁行车安全随机可靠度评估方法

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作者 唐钱龙 邹洋 +1 位作者 刘妙 彭立敏 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期496-508,共13页

为解决高铁行车在盾构下穿时安全性评估难以完全考虑土层不均匀性和不确定性等因素的问题,基于多体系统动力学和有限元方法,分别建立列车子系统和轨道-盾构隧道-地基土子系统模型,并利用轮轨接触关系组成整体耦合时变系统。运用随机可... 为解决高铁行车在盾构下穿时安全性评估难以完全考虑土层不均匀性和不确定性等因素的问题,基于多体系统动力学和有限元方法,分别建立列车子系统和轨道-盾构隧道-地基土子系统模型,并利用轮轨接触关系组成整体耦合时变系统。运用随机可靠度理论,对盾构下穿高速铁路路基段时隧道埋深、盾构间距、掘进状态、注浆范围和地层损失率等因素下高速列车的运行安全进行了可靠性评估。在确定可接受的列车运行失效概率条件下,计算、分析和总结盾构掘进过程中高速列车的安全运行可靠度指标,并给出盾构掘进时不同车速等级下各因素的安全限值。结果表明:车速越大,列车运行安全可靠度指标越小;隧道埋深、盾构间距、预注浆加固范围越大,列车运行安全可靠度指标越大;不同掘进状态亦影响列车运行安全可靠度指标;地层损失率越大,列车运行安全可靠度指标越小;列车交会时的可靠度指标比单车行驶时更小;车速为200、250、300和350 km/h时,单车与双车交会失效概率大致满足一定的比例关系,其比值的变化范围为1.10~1.28。当车速等级分别为1级(>300 km/h)、2级(250~300 km/h)、3级(200~250 km/h)和四级(<200 km/h)时,对应的隧道埋深、盾构间距、注浆范围和地层损失率等指标参数有一定的控制限值。研究结果可为盾构下穿高铁路基项目提供控制值参考。 展开更多

关键词 盾构下穿施工 列车-轨道-道床耦合 行车安全 可靠度评估 隧道

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常导磁浮列车动态磁轨关系研究 被引量：16

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作者 梁鑫 罗世辉 马卫华 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期39-45,共7页

研究常导磁浮列车动态磁轨关系,从车辆-轨道耦合动力学思想出发,结合特定悬浮控制规律,建立考虑微小波动时的单磁铁动态悬浮控制数学模型;通过悬浮控制的磁浮车辆-轨道的相互作用研究具有特定悬浮控制系统的车辆在运行过程中的动态磁轨... 研究常导磁浮列车动态磁轨关系,从车辆-轨道耦合动力学思想出发,结合特定悬浮控制规律,建立考虑微小波动时的单磁铁动态悬浮控制数学模型;通过悬浮控制的磁浮车辆-轨道的相互作用研究具有特定悬浮控制系统的车辆在运行过程中的动态磁轨关系。研究结果表明:间隙反馈系数对悬浮系统的初始状态影响很小;当系统受到外界激扰时,间隙反馈系数对悬浮状态影响变大,随着间隙反馈系数的增大,悬浮间隙的动态变化趋于稳定;车辆在桥梁上运行时,悬浮间隙一直处于波动状态,且车辆在进、出桥梁时波动最大,动态悬浮间隙与车速成正比,车辆载重与桥梁振动幅度成正比。当车速超过250km/h后,动态悬浮间隙受车速的影响迅速增大,磁轨关系的线圈电流、电磁悬浮力的变化与悬浮间隙变化基本一致。 展开更多

关键词 磁浮列车 动态磁轨关系 间隙反馈系数 磁浮车辆-轨道相互作用

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飞机起降滑行对下穿高速铁路轨道结构的影响

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作者 王宇航 宋子洋 +2 位作者 姚光磊 赵才友 卢俊 《铁道建筑》 北大核心 2021年第7期117-121,134,共6页

以成都—自贡高速铁路下穿天府机场段轨道结构为研究对象,建立车辆-轨道-隧道-土体-跑道三维空间耦合有限元模型,分析了飞机起降滑行时车体和轨道结构的动力响应,验证了轨道结构的安全性和稳定性。结果表明:飞机在跑道上滑行起降对高速... 以成都—自贡高速铁路下穿天府机场段轨道结构为研究对象,建立车辆-轨道-隧道-土体-跑道三维空间耦合有限元模型,分析了飞机起降滑行时车体和轨道结构的动力响应,验证了轨道结构的安全性和稳定性。结果表明:飞机在跑道上滑行起降对高速列车运行的安全性和舒适性存在一定影响;在移动飞机附加荷载作用下,钢轨产生的相对轨道板的最大垂向位移为0.04 mm;在轨道叠加不平顺的条件下,车体垂向、横向振动加速度均未超过Ⅰ级安全限值,垂向、横向平稳性均为一级,钢轨轮轨垂向、横向力及脱轨系数、轮重减载率均未超限;轮重减载率幅值较高,高速行车对1 m以下的短波长不平顺的影响须引起重视。 展开更多

关键词 高速铁路 动力响应 数值模拟 车辆-轨道-隧道-土体-跑道耦合系统 飞机荷载

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流冰撞击作用下川藏铁路桥梁振动抑制及行车安全研究 被引量：3

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作者 李鹏浩 翟婉明 +1 位作者 和振兴 石广田 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期72-78,85,共8页

流冰撞击作用是川藏铁路复杂艰险山区桥梁可能的自然灾害。为了评估动力吸振器(dynamic vibration absorbers,DVA)对流冰撞击作用下桥梁的振动抑制特性和对桥上列车走行性的影响,基于列车-轨道-桥梁动力相互作用理论和DVA设计方法,建立... 流冰撞击作用是川藏铁路复杂艰险山区桥梁可能的自然灾害。为了评估动力吸振器(dynamic vibration absorbers,DVA)对流冰撞击作用下桥梁的振动抑制特性和对桥上列车走行性的影响,基于列车-轨道-桥梁动力相互作用理论和DVA设计方法,建立了考虑流冰撞击荷载影响的列车-轨道-桥梁-DVA动力学模型。研究了DVA对冰击荷载作用下桥梁结构横向振动的抑制效果,并分析了其对桥上列车走行性的影响。结果表明:在桥梁墩顶附加DVA后,能有效抑制冰击荷载作用下桥梁结构的横向振动,且列车过桥时的车体横向振动加速度、横向轮轨力、脱轨系数和轮重减载率等动力学指标均明显减小;当行车速度增大到200 km/h时,DVA对车辆动力学响应依然有较好的减振效果;保持行车速度不变,增大DVA的质量比,车辆动力学响应的减振率均增大。试验表明,桥上安装DVA对铁路桥梁抵抗流冰撞击和桥上列车的走行性均有利。 展开更多

关键词 铁路桥梁 流冰撞击 列车-轨道-桥梁动力相互作用 动力吸振器(DVA) 振动抑制

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新建隧道对上覆既有隧道受力变形解析 被引量：4

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作者 朱春柏 刘志贺 +2 位作者 刘伟 冯国辉 刘念武 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第30期13150-13156,共7页

为了理解既有隧道在盾构下穿影响下的受力变形规律,提出一种既有隧道与土体相互作用解析方法。采用Loganathan解获得盾构下穿引起周围土体自由位移场;随后,将既有隧道假定成放置在Vlazov地基上的欧拉梁,考虑既有隧道两侧侧向土体作用,... 为了理解既有隧道在盾构下穿影响下的受力变形规律,提出一种既有隧道与土体相互作用解析方法。采用Loganathan解获得盾构下穿引起周围土体自由位移场;随后,将既有隧道假定成放置在Vlazov地基上的欧拉梁,考虑既有隧道两侧侧向土体作用,基于既有隧道边界条件及Taylor级数展开获得隧道变形响应解析解。通过与上海工程和离心机实测数据比较:该方法与实测数据较为接近,证明该方法的可靠性;与该方法退化解析解比较,该方法计算结果更符合实测数据,随后对相关参数进行分析。参数研究表明:随着新旧隧道竖向间距的增大,既有隧道受到盾构开挖的影响逐渐减小;增大地层损失率会引起既有隧道位移及弯矩线性增大;提高既有隧道抗弯刚度能够明显减小盾构开挖对既有隧道受力变形响应。 展开更多

关键词 新建隧道 隧-土相互作用 Vlazov地基 侧向土体作用 TAYLOR级数

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