1、長期以來我國鐵路列車的運行速度比較低，環(huán)境振動問題沒有引起足夠重視，對鐵路交通環(huán)境振動的研究僅限于在城市鐵路交通線附近的現(xiàn)場實測研究和少量的理論探討，高速條件下和無砟軌道條件下的環(huán)境振動問題的研究更是鳳毛麟角，遠遠滯后于當前我國鐵路交通的發(fā)展。因此，急需建立完善的理論分析方法，搞清鐵路交通環(huán)境振動的傳播規(guī)律和影響因素，開發(fā)經(jīng)濟有效的環(huán)境振動控制措施，為我國鐵路交通的跨越式發(fā)展提供技術支持。 故在回顧和分析國內外環(huán)境振動研究歷史和

2、現(xiàn)狀的基礎上，主要針對路堤線路條件和地鐵線路條件下的環(huán)境振動，圍繞板式無砟軌道，分別用解析方法和數(shù)值方法建立了比較完善的環(huán)境振動三維分析模型。模型中綜合考慮了列車、軌道、地基、隧道、框架結構等因素對環(huán)境振動的影響，研究了鐵路交通引起的地面和線路附近框架結構的振動特征及振動控制措施的效果。 在軌道和地基動力學方程波數(shù)域求解理論的基礎上，建立板式軌道交通在移動軸荷載列作用下的地面振動解析分析模型，模型對軌道的阻尼按粘滯阻尼考慮，分層

3、地基模型能反映波在三維彈性介質中的傳播，不必考慮計算域邊界的影響，具有較寬的計算域。用解析模型分析了軌道結構和地基之間的相互作用關系，探討了在軟土地基中列車運行速度達到地基表面Rayleigh波速時引起的地基共振，討論了列車的軸重變化對環(huán)境振動的影響等。 在車輛--軌道耦合動力學理論的基礎上，進一步建立了鐵路交通環(huán)境振動三維數(shù)值計算模型，即車輛—軌道—地基耦合動力學模型。模型中，車輛和軌道部分采用垂向平面模型，對板式無砟軌道用4

4、節(jié)點8自由度組合有限單元劃分：地基用三維實體有限單元劃分；波在計算域邊界的透射用粘彈性動力人工邊界單元模擬；用Hertz非線性彈性輪軌接觸理論建立車輛和軌道之間的耦合關系。該模型可以考慮輪軌之間的非線性作用力、地基的分層特征及計算域中復雜的幾何構形，便于模型擴展，計算域的大小不受列車長度的影響。本文通過對該模型擴展得到了路堤線路條件下的列車—軌道—地基—框架結構環(huán)境振動分析模型和地鐵線路條件下列車—軌道—隧道—地基—框架結構環(huán)境振動分析

5、模型。 采用數(shù)值方法研究路堤線路條件下動車組通過時引起的環(huán)境振動。主要包括：分析地面振動及線路附近框架結構的振動特征；研究無砟軌道動力學參數(shù)及隔振溝幾何、物理參數(shù)對環(huán)境振動控制效果的影響。計算表明地面振動按指數(shù)規(guī)律衰減；提高扣件和板下調整層的彈性，增加軌道板的厚度可以達到降低環(huán)境振動的目的；在本文計算條件下，明溝能降低振動約8dB～10dB，其合理深度為5m～7m。 用數(shù)值方法研究了地鐵線路條件下列車通過時引起的環(huán)境振動