圖5為25 Hz時軌道和路基結(jié)構(gòu)上各點振動穩(wěn)定后的豎向速度響應時程曲線。從圖中可以看出,各點的曲線峰值也反映出了能量在空間范圍內(nèi)的衰減過程,軌道結(jié)構(gòu)吸收了大部分振動波能量,因此軌道板和支承層速度峰峰值要遠遠大于路基各層;傳遞至路基表層時,速度急劇下降,也即能量在路基表層急劇衰減;路基上各點豎向速度峰峰值隨深度依次遞減,即能量傳遞過程中迅速衰減,但衰減率變小。
(3)高速鐵路運行引起的振動波在地基中的傳播規(guī)律
了解列車運行產(chǎn)生的振動波在軌道路基中的傳遞規(guī)律后,進一步了解振動波在地基中的傳播規(guī)律。通過現(xiàn)場多次實測,同樣可以獲得一些有意義的振動傳播現(xiàn)象及規(guī)律。

如圖6所示,為獲取列車運行引起的場地振動傳播規(guī)律,在垂直于軌道方向布置10個加速度傳感器(如圖7)測點。每個測點均采集三個方向的振動信號,分別為:沿軌道方向(y向),地平面上垂直于軌道方向(x向),垂直于地平面方向(z向)。
圖8給出了一列以300km/h運行的CRH380BL列車通過時,距軌道中心16.5m遠處場地振動的時程曲線。藍色(上部)、紅色(中部)和黑色(下部)分別表示縱向、橫向和垂向三個方向的振動加速度。每張圖中還增加了一列16節(jié)編組高鐵動車側(cè)視輪廓圖用以幫助分析振動規(guī)律。從圖中可以發(fā)現(xiàn),一系列周期性車軌耦合產(chǎn)生的振動簇和峰值,這些峰值位置和列車轉(zhuǎn)向架和輪對位置存在較為一致的對應關(guān)系。可以初步判定這些周期性振動簇,和列車的幾何特征參數(shù)是直接相關(guān)的。所有測點的振動幅值均在0.1m/s2以內(nèi),垂向的振動大于橫向和縱向的振動,縱向的振動較橫向振動更小。

為了研究振動幅值隨距離變化的衰減規(guī)律,圖9中散點給出了距軌道中心不同距離處,列車高速運行時實測的垂向振動幅值,振動幅值的平均值通過藍色實線表示?梢,振動幅值總體上隨著距離軌道中心的距離呈現(xiàn)衰減趨勢,并且在較近區(qū)域變化幅度較大。然而,在距離軌道中心約24m處發(fā)現(xiàn)振動放大現(xiàn)象,這是由于測試場地的基巖埋深較淺(距地表約20m)導致波在地表和基巖間來回振蕩,造成波的干涉現(xiàn)象。通過頻譜分析發(fā)現(xiàn),與振動波在路基中的傳播規(guī)律類似,高頻振動在近場衰減快,遠場衰減慢。另外兩個方向的呈現(xiàn)相似現(xiàn)象。
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