成灌快铁路堤区段环境振动特性研究

硕士学位论文ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＇”＾ｆｌ论文题目：成灌快铁路提区段环境振动＇ｐ－「工ｆ学科专业：环境科学与程：：丨＾＾一：二〇二级．年级：＾ｐ＾資！！義研究生－Ｒ：贺■＾龙教授：指导教师飄五？ 国内图书分类号：Ｘ５９３密级：公开国际图书分类号：西南交通大学研宄生学位论文成灌快铁路堤区段环境振动特性研究年级二〇一二级姓名耿昕申请学位级别硕士专业环境科学与工程指导老师贺玉龙教授二零一五年五月 ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｘ５９３Ｕ．Ｄ．Ｃ；ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＶＩＢＲＡＴＩＯＮＩＮＤＵＣＥＤＢＹＴＲＡＩＮＳＯＮＥＭＢＡＮＫＭＥＮＴＳ－ＯＦＣＨＥＮＧＧＵＡＮＲＡＰＩＤＲＡＩＬＷＡＹＧｒａｄｅ：Ｐｏｓｔｒａｄｕａｔｅ２０１２ｇＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＸｉｔｉＧｅｎｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＳｅｃｉａｌｉｔ：ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｙＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＹｕｌｏｎｇＨｅ２０１５Ｍａｙ． 西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。，允许论文被查阅和借阅本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。，可以采用影印本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书；２．不保密“使用本授权书。“’（请在以上方框内打十）学位论文作者签名：指导老师签名：＾曰期：＞０（．曰期：丨 西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：本论文通过现场实测成灌线Ｋ２４＋２８０路堤区段地面振动得到相关数据，通过分析实测数据的时程曲线和频谱曲线，计算并分析该测试段振动的峰值因数，总结成灌快铁路堤区段的地面振动规律。通过分析成灌线Ｋ２４＋２８０路堤段实测数据的Ｚ振级和１／３倍频程曲线，了解其环境振动的衰减规律，并拟合实测Ｚ振级数据，拟合出成灌快铁路堤区段环境振动衰减的经验公式。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：２＜？１５．ｏｌ．Ｈ 西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要目前，高速客运列车已成为人们出行的主要交通方式，它以车速快、时间准、安全性高、舒适性好等优势很好地适应了现代社会经济发展的新需求。高速铁路的快速发展，带来了不可忽视的环境问题，尤其是高速列车引发的环境振动问题。高速铁路列车引起的振动主要集中在桥梁段和路堤段，而在与轨道距离相同的位置，路堤段行，所以研究路堤振动特性具有重要意义车引起的振动比桥梁更大。本文在学习国内外轨道交通系统振动已有研宄资料的基础上，对成灌快铁路堤段地面振动进行现场试验，结合实测数据来对成灌快铁路堤区段地面振动特性进行分析。本文实测成灌线Ｋ２４＋２８０路堤段地面振动数据，通过分析振动的时程曲线、频谱，，得到成灌线地面振动响应特性曲线计算测试段振动的峰值因数；拟合内线列车引起的振动Ｚ振级数据，得到环境振动衰减经验公式得出结论。通过分析得出，列车引起的地面振动随距离整体上呈现衰减趋势，靠近振源的测点在随距离衰减时速度更快，某些距离处的测点振动加速度会出现放大现象；得到该处路堤段振动的峰值因数均小于９使用基本评价法来评价成灌线列车引起的振动一，所以般是有效的。在靠近振源位置的测点主要受列车高频振动的影响，随着振动传播距离的增加，高频振动对测点的影响逐渐减小。轨道附近测点的振动频率成分主要是列车通过时的自振频率，随着距一，在轨道中心线的距离的增加，列车的自振频率影响减小定距离处，振动的频率主。要来自地基振动对于列车引起的振动，低频振动的传播范围更广泛。在研究振动随￣距离的衰减速度时三个频段２０Ｈｚ２０￣，低频频段ｌ，将振动频率划分为，中频频段５０Ｈｚ，￣髙频频段５０１２５Ｈｚ。低频振动能量在整个振动范围内最小，随距离的增加，低频振动，易出现反弹现象，，在衰衰减速度慢。高频振动能量最大随距离增加衰减速度最快减过程中很少出现振动反弹现象。关键词成灌快铁；路堤；地面振动；时频特性 西南交通大学硕士研究生学位论文第ＩＩ页Ａｂｓｔｒａｃｔｕｒｒｅｎ－Ｃｔｌｈｉｈｓｅｅｄｒａｉｌｗａｈａｓｂｅｃｏｍｅｔｈｅｍａｉｎｔｒａｎｓｏｒｔａｔｉｏｎ．Ａｓａｋｉｎｄｏｆｙ，ｇｐｙｐｔｒａｎｓｏｒｔａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｆａｓｔｓｅｅｄｔｉｍｅａｃｃｕｒａｔｅｓａｆｅｃｏｍｆｏｒｔａｂｌｅｉｔｉｓｗｅｌｌａｄａｔｅｄｔｏｔｈｅｐｐ，，，，ｐｍｅｎｍｅｎ－ｎｅｅｄｏｆｍｏｄｅｍｓｏｃｉａｌａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃｄｅｖｅｌｏｔ．Ｔｈｅｒａｉｄｄｅｖｅｐｐｌｏｐｔｏｆｈｉｇｈｓｐｅｅｄｒａｉｌｗａｈａｓｂｒｏｕｈｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｒｏｂｌｅｍｓｗｈｉｃｈｂｅｉｎｏｒｅｄａｎｍｏｒｅｅｓｅｃｉａｌｌｔｈｅｙｇｐｇｙ，ｐｙ－ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａ．ｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｏｂｌｅｍｗｈｉｃｈｃａｕｓｅｄｂｙｈｉｈｓｅｅｄｔｒａｉｎｓＴｈｅｒｏｕｎｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｐｇｐｇｃａｕｓｅｄｂｔｈｅｈｉｈｓｅｅｄｒａ．ｙｉｌｔｒａｉｎｉｓｍａｉｎｌｉｎｔｈｅｅｍｂａｎｋｍｅｎｔｓｅｃｔｉｏｎａｎｄｂｒｉｄｅｓｅｃｔｉｏｎｇｐｙｇＷｈｅｎｉｔａｍｐｌｉｔｕｄｅｓａｔｔｈｅｓａｍｅｄｉｓｔａｎｃｅｆｒｏｍｔｈｅｒａｉｌｗａｙ，ｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｆｒｏｍｅｍｂａｎｋｍｅｎｔｓｅｃｔｉｏｎｉｓｌａｒｇｅｒｔｈａｎｂｒｉｄｇｅｓｅｃｔｉｏｎ．Ｓｏｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｅｍｂａｎｋｍｅｎｔｖｉｂｒａｔｉｏｎｈａｓｒｅａｔｓｉｎｉｆｉｃａｎｃｅ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｘｉｓｔｅｄｓｔｕｄｉｅｓｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｒａｉｌｇｇｔｒａｎｓｏｒｔａｔｉｏｎｓｓｔｅｍｖｉｂｒａｔｉｏｎｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｃｏｍｂｉｎｅｄｔｈｅｆｉｅｌｄｔｅｓｔｄａｔａｏｆｖｉｂｔｉｉｎｄｃｅｄｐｙ，ｒａｏｎｕ－ｈｉｈ－ｂｔｈｅＣｈｅｎｕａｎｓｅｅｄｒａｉｌｗａａｎｄａｎａｌｚｅｔｈｅｒｏｕｎｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｙｇｇｇｐｙｙｇＣｈｅｎ－ｈ－ｓｅｅｄｒａｉｇｇｕａｎｈｉｇｐｌｗａｙｅｍｂａｎｋｍｅｎｔｓｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈ－ｉｓｐａｐｅｒｍｅａｓｕｒｅｄｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｄａｔａｏｆＣｈｅｎｇｇｕａｎＫ２４＋２８０ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔｔｈｅｎ，ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｅｍｂａｎｋｍｅｎｔｇｒｏｕｎｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｔ－ｒ－ｉｍｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｕｒｖｅａｎｄｓｅｃｔｕｍａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｕｒｖｅａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｎｔｈｅｅａｋｆａｃｔｏｒｏｆｐ，ｇｐｖ．ｉｆｖｉｂｉｆｉｂｒａｔｉｏｎＴｈｉｓｔｈｅｓｓｉｔｔｅｄｔｈｅＺｒａｔｏｎｌｅｖｅｌｄａｔａｔｏｏｂｔａｉｎｅｍｐｉｒｉｃａｌｆｏｒｍｕｌａｏ＇ｅｎｖ．ｈｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎＴｈｒｏｕｔｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｔｈｅｒｅｓｔｈｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ：ｔｈｅｇ，ｒｏｕｎｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｃａｕｓｅｄｂｔｒａｉｎｓａｔｔｅｎｕａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｄｉｓｔａｎｃｅｏｖｅｒａｌｌ．Ｔｈｅｇｙｇｍｅａｓｕｒｉｎｏｉｎｔｓｃｌｏｓｅｔｏｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｏｕｒｃｅｄｅｃａｆａｓｔｅｒ．Ｓｏｍｅｄｉｓｔａｎｃｅｏｃｃｕｒｒｅｄｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｇｐｙａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ．Ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｃｒｅｓｔｆａｃｔｏｒｏｆｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｏｉｎｔ，ｗｅｆｏｕｎｄｔｈａｔｉｔ－ｅｎｅｒａｌｌｅｆｆｅｃｔｉｖｅｔｏｅｖａｌｉｎｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＣｈｅｎｕａｎｌｗａｓｇｙｕａｔｅｔｈｅｔｒａｉｎｅｂｔｈｅｂａｓｉｃｇｇｙ＇ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｔｈｅｒｅｓｎｏｎｅｅｄｔｏｕｓｅｏｔｈｅｒｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｉｎｏｉｎｔｓ，ｇｐｃｌｏｓｅｄｔｏｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｏｕｒｃｅａｒｅｍａｉｎｌｙａｆｆｅｃｔｅｄｂｈｉｈｆｒｅｕｅｎｃｖｉｂｒａｔｉｏｎ．Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｙｇｑｙｏｆｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅｔｈｅｉｍａｃｔｏｆｔｈｅｈｉｈｆｒｅｕｅｎｃｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｎｔｈｅ，ｐｇｑｙｍｅａｓｕｒｉｎｇｏｉｎｔｄｅｃｒｅａｓｅｓ．Ｔｈｅｍａｉｎｆｒｅｕｅｎｃｎｅａｒｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｏｕｒｃｅｉｓｔｈｅｉｎｈｅｒｅｎｔｐｑｙｖｉｂｒａｔｉｏｎｆｒｅｕｅｎｃｉｎｄｕｃｅｄｂａｓｓｅｄｔｒａｉｎｓ．Ｗｈｅｎｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｅｘｃｅｅｄｓａｃｅｒｔａｉｎｌｉｍｉｔｔｈｅｑｙｙｐ，ｔｒａｎｖｒｖｖｒ－ｉｉｎｈｅｒｅｎｔｉｂａｔｉｏｎｆｒｅｕｅｎｃｄｅｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅｉｂｒａｔｉｏｎｔｏｉｂａｔｅｔｈｅｒｏｕｎｄｂａｓｅｄｑｙｇ，ｄ－－ｒｏｕｎｖｉｂｒａｔｉｏｎｔａｋｅｓｔｈｅｄｏｍｉｎａｎｔｏｓｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅｌｏｗｆｒｅｕｅｎｃｖｉｂｒａｔｉｏｎａｆｆｅｃｔｓａｗｉｄｅｒｇｐｑｙｒａｎｅ．Ｉｎｔｈｅｓｔｕｄｏｆｖｇｙｉｂｒａｔｉｏｎｄａｍｉｎｓｅｅｄ，ｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｅｃｔｒｕｍｃａｎｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｐｇｐｐ－ｈｗｆｒｅｂａｎｄ？？ｔｒｅｅｂａｎｄｓｉｆｒｅ，ｔｈｅｌｏｑｕｅｎｃｙ１２０Ｈｚ，ｔｈｅｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｕｅｎｃｂａｎｄ２０５０Ｈｚａｎｄｑｙ－？－ｆｒｅｕｅｎｃｂａｎｄ５０．ｔｈｅｈｉｇｈｑｙ１２５ＨｚＴｈｅｌｏｗｆｒｅｑｕｅｎｃｙｅｎｅｒｇｙｉｓｔｈｅｌｅａｓｔｏｖｅｒｔｈｅｅｎｔｉｒｅ 西南交通大学硕士研究生学位论文第ＩＩＩ页ｔｗｔｔｔｓｔ－ｒａｔｏｎｒａｎｅｏｆｖｉｂｒａｉｏｎｉｈｈｅｄｉｓａｎｃｅｉｎｃｒｅａｉｎｈｅｓｅｅｄｏｆｌｏｗｆｒｅｕｅｎｃｖｉｂｉ，ｇｇ，ｐｑｙａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｉｓｓｌｏｗ．Ｔｈｉｓｂａｎｄｓｈｏｗｓｒｅｂｏｕｎｄｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｒｅｇｕｌａｒｌｙ．Ｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｖｉｂｒａｔｉｏｎｈａｓｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｅｎｅｒｉｎｔｈｅｗｈｏｌｅｒａｎｅｏｆｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒａｔｅｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｇｙｇａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｉｎｔｈｉｓｂａｎｄｉｓｆａｓｔｅｓｔａｎｄｉｔｒａｒｅｌａｅａｒｓｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｂｏｕｎｄｈｅｎｏｍｅｎｏｎ．，ｙｐｐｐ－ＥｍｂＫｅｙｗｏｒｄｓＣｈｅｎｇｇｕａｎｒａｉｄｒａｉｌｗａｙａｎｋｍｅｎｔｓｅｃｔｉｏｎＧｒｏｕｎｄＶｉｂｒａｔｉｏｎｐ；；；Ｔｉｍｅ－ｆｒｅｕｅｎｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｉｃｓｑｙｔ 西南交通大学硕士研究生学位论文第ＩＶ页目录第１章绪论１１１１．研宄背景及意义１１．．１研究背景１１１２３．．研宄意义１．２国内外研宄现状３１２１３．．国外研宄现状１２２．．国内研究现状４１．３研究目的与内容５５１．３．１研宄目的１．３．２研究内容６１４６．研宄方法及技术路线１．４．１６研究方法６１．４．２技术路线１５；．创新性７第２章铁路振动的产生与传播９２．１铁路环境振动的特性９２．２影响铁路环境振动的因素１１２３环境振动评价参数及评价标准１２．２．３．１描述环境振动的参数１２２３．２１．环境振动评价标准３２４．３．３环境振动影响评价方法１２．４环境振动的危害１５第３章成灌线Ｋ２４＋２８０路堤段振动测试及数据分析１８３．１成灌线简介１８１３．２测试方法８３．３成灌快速铁路路堤段环境振动测试１９３１９．３．１试验简介 西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｖ页３．３．２试验测量仪器２１３．３２３．３测点布置３４测试列车时刻表２４．３．３．３．５成灌列车车速２５３．４现场测试结果及分析２６３．４．１成灌线Ｋ２４＋２８０时程曲线分析２６３．４．２成灌线Ｋ２４＋２８０频谱曲线分析３３第４章成灌快铁路堤区段环境振动衰减４２４．１成灌线Ｋ２４＋２８０路堤段Ｚ振级测试结果及分析４２１／３４３４．２成灌线Ｋ２４＋２８０路堤段振动倍频程分析４．３成灌快铁路堤段环境振动衰减分析４４４７猶４９５０攻读硕士期间发表的论文及科研成果５４ 第１章绪论１．１研究背景及意义１．１．１研究背景１．商速铁路的发展交通运输的发展，主要是考虑如何通过技术手段来加快其运输速度，同时保证运输过程的安全性。１９世纪蒸汽机车作为工业生产发展的产物出现后，铁路开始成为当⑴时最新型的运输工具，铁路的出现是为了满足社会需要，给社会经济带来了重大发展。内燃机车、电力机车随后问世，，带来了运输速度上的重大突破，同时在环境保护方面，相比于蒸汽机车，内燃机车和电力机车显现出来了较大的优越性由此开始，世界各２［］国放弃使用蒸汽机车，转而使用内燃和电力机车作为牵引动力。随着社会不断发展，内燃机车和电力机车已经无法满足运输市场的竞争需求，交通运输必须要朝着更好的方向发展，以满足更高的社会需求。相比于普通铁路，这，高速列车不仅车速快、时间准，而且安全性高、舒适性好些优势使高速客运列车成为符合现代社会经济发展需求的交通运输方式，成为更多人出行时旳首选。有数据表明，现如今，在世界范围内已经拥有建成的高速铁路或正在一建设高速铁路的国家和地区已有１５个以上。欧洲各国正在计划将欧洲的些重要城市２［］高速铁路连接起来，建立泛欧高速铁路网促进各国的经济文化交流。１９９７年，我国一实现了第，次列车提速，而后列车运行速度不断提升改造既有线路工程方面也取得了突破性的成就。截至２０１４年底的数据统计表明，全国铁路运营里程已达到１１．２万公３［］里，高速铁路运营里程达到１．６万公里，占世界高速铁路运营总里程的６０％以上。２０１５年，我国高铁将连通所有人口达到５０万以上的城市，计划高速铁路覆盖全国范围。高速铁路将迎来全面发展，成为铁路运输业的新高潮。一相较普通铁路，高速铁路主要表现在技术上的突破，也体现出个国家在科技上的进步和工业上的发展。高速铁路的技术进步主要集中在铁路牵引动力、线路结构、４［］高速运行控制、高速运输组织和经营管理等方面。伴随高速铁路快速发展而来的经济和社会效益日益突显，高速铁路对于发展地区经济，加快城市化脚步具有突出贡献， 西南交通大学硕士研究生学位论文第２页５［］特别是在发展相对较好、人口较密集的地区。２．高速铁路带来的环境问题铁路环境保护是环保问题的重要组成部分，环保任务十分艰巨。铁路的行车线路和车站分布在全国各地，环境保护的范围广泛并且高度分散；客货列车排放的污染物随列车在铁路上运行而流动扩散，对铁路沿线的环境造成污染；铁路运输生产日夜不间断，对环境影响持续时间长；铁路运输的过程相对复杂，作业环节（包括装、运、卸等）和涉及的部门（车务、机务、车辆、工务、电务等）众多，在整个过程中都要。考虑环保问题，增加了环保工作的复杂性与其他工程的环境保护问题相比，铁路在修建工作方面也有自己的特点：工程建设过程中不可避免的会对植被的生长和野生动一些生态问题物的活动带来影响，还存在改变沿线地面径流等。此外，铁路项目线路长，施工期带来的影响广泛，土石方工程量大，还要考虑房屋拆迁、农田水利改移、一般铁路线路带来的环境影响相比施工干扰等与人类生存环境相关的问题。与，高速铁路涉及到的环保问题更为复杂且广泛，尤其不容忽视是高速列车运行时带来的环境２［］振动污染，。、噪声污染和电磁辐射这是高速铁路环境保护的特点高速列车行车速度和轴重不断提高，使列车，行车密度和铁路路网密度不断增大运行带来的环境振动污染越来越严重。铁路交通系统产生的振动主要来自列车运行时（冲击轨道产生轨道系统的振动，经由轨道的基础结构險道基础和衬砌或桥粱的壤台及其基础）传递到周围地层，再通过地基土介质传到四周，对周围环境和建筑物产生一步对附近的地下结构和地面建筑物振动影响，还会进（包括其结构和室内家具）产６＿８生影响［］，诱发二次振动，从而影响建筑物的结构安全和建筑物内人们的工作及生活。高速铁路列车运行时产生环境振动，其振级与列车速度成正比。日本新干线振动测？试数据表明０ｋｍ／ｈ时，受振点的振级为７０９５ｄＢ，，在距离线路２０ｍ处，当列车速度大于１６当速度提高到２００ｋｍ／ｈ时，列车引起的振动振级已经超过我国《城市区域环境振动标２［］准》对铁路干线两侧环境振动规定的限值，即铁路干线两侧环境振动不超过８０ｄＢ？列车运行对铁路两侧环境产生的振动影响主要表现在对周围居民睡眠、学习和工作的９［］干扰，对居民心理的影响，或者引起古建筑保护者的优虑。这些问题愈演愈烈，引起了各国研究人员的重视，幵始对铁路交通系统引起的振动进行研究。因此，研究高速铁路地面振动控制理论和防治措施是高速铁路建设的重要任务。 西南交通大学硕士研究生学位论文第３页１．１．２研究意义路基，直，运、桥梁和隧道作为铁路轨道的基础接承担轨道结构的重量行列车的ｉＧ重量和车辆荷载压力［］。，其状态直接关系到线路的质量问题和行车安全１１［］路基工程主要由路基本体、路基防护和加固建筑物、路基排水设备三部分组成。、线路的质量列车行车安全都与路基旳稳定与坚固程度直接相关，尤其对高速列车而１２［］言，良好的路基基础对于列车运行安全更加重要。相比于普通铁路，高速列车对路一些，高速铁路路堤的道床要求强度高、刚度大证高基工程的技术要求要更高，以保速列车运行不会造成路基沉降，保障行车安全。列车运行过程中产生的振动会对轨道、道床和边坡造成影响，导致其塌陷、沉降１［３］一或变形，这对列车行驶的安全平稳构成威胁。运营列车的荷载作用使路堤成为了个复杂的振动系统，有试验资料表明，在研宄列车引起的振动对轨道系统的破坏程度１４［］时，路堤振动加速度是主要的评判指标。路堤和桥梁同为高速铁路的主要组成部分，有关于距轨道中心线距离相同旳实测数据显示，在车速等其他运行条件都相同的情况下，路堤段运行的列车带来的地面振动高于桥梁段列车引起的地面振动，即路堤振动给沿线环境带来的影响更大。为了改善高速铁路沿线居民的生活，保护沿线建筑物的结构不受损害，保证沿线工厂设备的正常运转，研宄高速列车引起的地面振动传播和衰减规律，评估铁路环境振动，合理选择减振防振措施具有现实意义。１．２国内外研究现状１．２．１国外研究现状关于地面振动，Ｂｏｍｉｔｚ最先提出振动衰减公式，该公式适用于计算扰力作用在半空间表面上时产生的地面振动幅度的衰减一，在之后的很长段时间里，该公式作为常１５［］用公式来计算地面振动衰减情况。１９％年，英国的Ｋｒｙｌｏｖ等在理论基础上研宄地面低频振动的传播及衰减规律１９９８年，新加坡的ＨｏｎｇＨａｏ等在分析道路交通荷载作，用下的振动响应时，运用了粘弹性半空间中波传播的能量谱密度并现场测试了道路路面粗糙程度的数据，用以计算出地面的动力响应，得到与实测结果较吻合的计算结１７里［］法国的Ｇ丄ｅｆｅｕｖｅ等对简谐荷载下的土壤振动进行了初步探宄，在研宄过程中土壤 西南交通大学硕士研究生学位论文第４页被简化为多层且具有不同性质的粘性材料，得到振动波在土壤中的传播情况，研究结果还表明，可以用空间域的双重傅里叶变换来表达土的变形，经过快速傅里叶逆变换１８］［计算出在空间域和时域内的数值结果。挪威的Ａｍａ一ｉｒＭ．Ｋａｖｎｉ等人基于在移动荷载作用下的地基轨道系统计算模型，分。析高速列车引起的振动情况该计算模型中土壤被认为是粘弹性半空间体，轨道模拟用粘弹性梁来完成，以此为基础建立相应的动力学方程，利用积分变换求出方程的解，得出结论后，在瑞典和丹麦进行了模拟实验，针对不同车速和不同场地条件，模拟地１９［］面振动。ＰｃｏｕｘＢ等二维模型来ｉ．人在实测的基础上建立分析铁路交通产生的地面振动传播Ｐｑ规律，并进行预测。Ｌｏｍｂａｅ－－ｒｔ等人将解析法和边界元法相结合来进行研宄，建立车辆有碎轨道层状地基稱合模型，来分析移动轴荷载和钢轨表面垂向不平顺引起的轨道和地基振动响应，２１［］得出主要是高频率的大地振动受到钢轨表面不平顺的影响。ＳＮＣＢ．在比利时铁路公司的合作下．ＤｅＲｏｅｃｋ和ＧＤｅｒａｎｄｅ，鲁汉大学的Ｇｇ教授在布鲁塞尔至巴黎之间的高铁上测试列车振动数据，基于实测情况对高速列车引起的沿线周围地面产生振动响应规律进行分析。并基于汽车冲击振动试验，结合数值模拟方２２［］法，对振源特性与地面振动的传递函数关系进行了研究。Ｇ．Ｐ．Ｗｉｌｓｏｎ等针对铁路车辆引起的噪声和振动，提出了通过减少轮轨接触力来降低运营的列车引起的结构噪声和环境振动的措施，对轨道结构形式进行完善或改变列２３［］车转向架构造，如采用浮置板式道床。ＴＪｕｊｉｋａｋｅ和吉岡修等以新干线列车振动的产生机理和波的传播规律为基础，分析，研究列车振动对周围居民的影响新干线列车的振动规律，并提出预测铁路周围环境２４］［振动的方法。１．２．２国内研究现状近年来，，环境振动方面的研究陆续受到国内学者们的重视研究幵展较国外相对一较晚，但也相继取得了系列成果。辜小安等经过实测，得到与日本新干线列车对桥梁段周围引起的地面振动相关测一致的结果，即列车引起的地面振动随车速的增加而增大试基本，并在实测基础上对 西南交通大学硕士研究生学位论文第５页我国高速铁路环境振动特性进行研究，从测试结果看出，动车组速度达到３５０ｋｍ／ｈ时，列车产生的振动主频出现在４０Ｈｚ，速度为２５０ｋｍ／ｈ的高速动车组运行产生的环境振动２５［］主频出现在２５１＾左右。－台湾的ＹｉｔＪｉｎＣｈｅｎ等提出影响列车振动强度及衰减的主要因素包括列车速度、地质条件、路基类型和桥梁结构，环境振动的强度随距离的增大而减小。地层土的密度会影响振动旳衰减情况，振动在點弹性系数大的土介质中衰减速度快，即硬土基的振动衰减速度大于软土路基的振动衰减速度。研究结果还包括高频成分的振动衰减速度⑶］大于低频。肖宏等通过对遂渝线列车在无昨轨道桩网结构路基段运行时产生的振动进行了现场试验，试验数据结果表明无诈轨道的结构动应力与加速度值远小于有昨轨道，无砟轨道结构可以有效改善列车对路基的动力荷载。列车轴重对无碎轨道路基的动应力和一加速度响应均有定影响，其中对路基动应力影响明显，列车的运行速度对路堤部分３的动响应影响有限，米高的路堤对动应力和加速度有衰减作用，列车振动对桩网结构２７［］路基下部的网垫层已基本无影响。韦红亮基于现场实测，研宄了提速列车运行时在轨道附近引起的地面振动时域和频域特性以及传播规律和影响因素。分析结果表明列车引发的地面振动属低频振动，地面振动受列车运行速度和列车轴重的影响，列车速度越大，地面振动越大，振动也２８［】随轴重的增加而增大。崔高航一、陶夏新等通过现场实测北京某城轨交通线路的振动情况，对各测点加速度时程数据进行比较分析，总结环境振动在沿线地面上的传播规律。结果表明，垂向振动比水平向振动高出许多，在评价环境振动时应以垂向振动为主，环境振动随距离轨道中心线距离的不断增加呈现出衰减趋势，最后提出地面垂向振动的衰减经验公２９［］式，以便预测类似条件下的铁路环境振动。１．３研究目的与内容１．３．１研究目的随着轨道交通的快速发展，高速列车引起的环境振动污染已不容忽视，了解交通引起的振动传播及衰减规律，对提出减振防振措施有着重要的意义。本文通过实测成灌线列车对路堤段产生的振动相关数据，来研宄地面振动的时程、频谱特征，包括随 西南交通大学硕士研究生学位论文第６页，振动加速度峰值的变化，距轨道中心线距离不同，高低频率的振动随距离的衰减规律以及路堤段环境振动振级随距离变化的衰减情况。１．３．２研究内容本文以理论分析为基础，结合现场试验得到的列车振动数据，对成灌快铁路堤段地面振动特性进行研究，具体研究内容如下：（１）对成灌线Ｋ２４＋２８０路堤段地面振动进行现场实测，分析成灌快铁路堤段地面振动响应的基本特征，分析距轨道中心线不同距离位置，列车引起的振动时程曲线、频谱曲线，归纳地面振动峰值加速度随距离的变化，不同测点的峰值因数，以及不同距离振动频谱的特性和衰减规律；（２）根据成灌线现场实测列车通过时引起的环境振动振级数据和１／３倍频程曲线，？分析成灌快铁对路堤段产生的环境振动影响的特性和衰减规律，（３）对实测的成灌线环境振动振级数据进行回归分析得到环境振动衰减的经验公式。１．４研究方法及技术路线１４１．．研究方法本文采用现场试验和理论分析的方法，对成灌快铁路堤区段振动特性进行研宄。首先大量查阅相关文献资料，以轨道交通环境振动理论研宄为基础，选取成灌线测试。环境较好的路堤段，合理布点，进行现场试验整理实测数据，分析成灌线路堤段地面振动特性，拟合振级数据，得到环境振动衰减的经验公式。１．４．２技术路线－在研宄过程中拟采用的技术路线如图１１所示。 西南交通大学硕士研究生学位论文第７页ｉ收集学习交通系统引起的振动相关资ｉ料，确定论文的研究方向丨ｉ」＼丨备！阶；Ｉ段ｉ拟定试验方案，现场考察，选择合适ｉｉ的路堤段作为测试场地丨１ＩＷ１ｊ￣熟悉为现合理选上点位置１１ＩＳ土１｜Ｉ试—＾＾ｉ验￣ｉ／丨阶１段ｉｉｒ］］ｉ现场试验，对不同距离监测点进行路堤区段地面ｉ！振动测试，采集实测数据ｉｒＩｊＪｉｉ整理并分析实测数据，ｆ！Ｉ４▼Ｉｔ！ＩＩ１时程曲线频谱曲线振级分析，拟合环１／丨Ｉｉ３倍频—分析分析境振动衰减经验程ｆｉ曲线＼ｉ牛－Ｊ公式分析厅Ｉ段ｉ１‘■Ｉ］归纳成灌快铁路堤区段振动特性１Ｉ图－１１技术路线图１．５创新性高速铁路环境振动受多方面因素的影响一条线路的路堤区段和桥梁桥段的振，同 西南交通大学硕士研究生学位论文第８页动规律就有很大差别。本课题通过对成灌线路堤段进行实测，在研究中加入对列车引起的地面振动频谱曲线的分析，，将频率分为高频、中频、低频三个频段进行描述得到不同频率振动随距离衰减速度变化，，在描述时程曲线时加入了峰值因数的概念，使高速铁路地面振动特性分析更为详细和全面。 西南交通大学硕士研究生学位论文第９页第２章铁路振动的产生与传播２．１铁路环境振动的特性运营列车产生的振动主要是车辆和轨道系统的稱合振动，经由钢轨结构、扣件和道床传递到线路基础，再由周围的地表土介质传递到受振点（如沿线敏感建筑物）。列车引起的振动较大时会对周围环境产生振动污染。交通系统的地面振动的传播机理及３９［］对周围建筑物的影响见图２－１。—ｎｆ—丨＃——飞、１．顧鎖‘Ｍ侧Ｃ；＿；轉／”＂＾ｌａＳＭＢＳ＊％，ｉ．－，．ｒ．．；Ｌ，．．．．：｝；：．＂■‘＇■－‘．■■？．？■＇Ｉ（ｉ．＊．＝！．Ａ．－Ｍｌ＼ｉ１３２敏Ｐ潔车＿ｙｉ起好壞振动“＂“＇１：．ｉ＿？ＴｉＰ＾ｎｍｎｉｉ＿娜丨＿丨—？；＿｜Ｉ｜＂＂＇—．Ｚ７／？？？．＾ｆｆ里＝ｙ：吟１－‘－－，－：糖‘‘—１１．．Ｉ＝■＊－＇丨ｊｆｅ料處引，．ｐ賴坏缴．动：、．；＜２－图１列车引起的地面振动传播机理环境振动是以振动波的形式通过地表土介质，传递到四周环境中。振动波分为体波和面波，体波是在介质内部传播的波，根据传播方向可分为横波（剪切波或Ｓ波）和纵波（压缩波或Ｐ波）；面波是在介质表面由于外力作用而产生的波，分为Ｒａｙｌｅｉｇｈ 西南交通大学硕士研究生学位论文第１０页Ｌｏｖ一波和ｅ波两种。高速铁路振动传递到对周围土介质，等同于在介质上作用个冲击荷载，振动所产生的波不是特定的某种波形，而是体波和面波合成的复合波，主要是三种波的复合，即剪切波、压缩波和表面波，其中表面波占主要地位。一在振动波的传播过程中，，有两种阻尼是直存在的，所以在传播过程中波的能量将不断损失，，这两种阻尼就是几何阻尼和材料阻尼。几何阻尼又称之为辐射阻尼表示波的能量密度（或位移振幅。）随距离增加而减小几何阻尼是由于波自身不断向外扩散导致的能量损失，在上述各种波向外传播时，介质的体积逐渐增大，随着距振源距离的增加，每种波的能量密度就会减小。材料阻尼又叫做點滞阻尼，即在振动波）传递过程中，由于土质的内部材料吸收波的能量（如土粒移动时旳摩擦和點滞作用，造成能量损失。在靠近振源的位置，几何阻尼起主要作用，材料衰减是在远离振源处３３［］起主要作用。此外，不同的振动源，振动的传播方向不同，以及土壤介质的不同，３１［］都会引起振动的衰减程度上的差异。铁路环境振动属于间歇性冲击振动，具有突发性的振级变化。铁路环境振动具有一般交通系统引发的环境振动特性，包括以下几个方面？１、振动具有持续性列车运行产生的振动是间歇性的，有试验数据表明，日本新干线列车通过时的标６、２００ｋｍ准振动级曲线呈现为梯形特性曲线，对１辆编组时速达到／ｈ的列车，振动峰值会持续７ｓ左右，对于１２辆车编组、时速２４０ｋｍ／ｈ的高速列车，其峰值持续时间可５４３？６ｍ缩短为．ｓ左右。尽管每次持续时间都很短，但具有这样峰值特性的振动每隔ｉｎ左右间隔时间就会发生一次，其影响是持续存在的。５？１０普通的双线铁路运行的列车时间间隔大概在分钟左右，根据车速和列车长度？不同，每次列车通过的振动持续时间可以长达２３分钟，持续时间较长。２、振动循环次数多在同样长的时间内，，铁路和道路交通作为振源引起的振动的有效循环次数最多７以３０年为工程结构使用期限，铁路荷载循环次数达到１０以上，是道路交通荷载循环５次数的１０倍，是工业荷载循环次数的１００倍左右，是爆破荷载循环次数的１０倍。所以列车引起的振动循环有效次数多，是铁路振动的显著特点。３、低频微振动与地震、建筑施工、工程动力设备等其他类型的振源是完全不同的，交通引起的３００ｋｍｋｍ／ｈ环境振动是低频振动。京津城际现场测试数据表明，对于车速达到／ｈ、３５０ 西南交通大学硕士研究生学位论文第１页１的高速动车组，从其通过某测点引起的振动频谱曲线中可观察到峰值加速度出现的频３２［］３５￣４０Ｈ段主要集中在１．ｚ范围内。还有调查表明，铁路和公路交通引起的环境振动５ＯＨｚ３０Ｈｚ一频率范围在到，之间，引起的地基土动应变般为ｌ（ｒ或更小完全属于弹性，在研宄交通环境振动以及提出防治措施时形变阶段。因此，其研究范围非常小，常常是在研宄振幅小于Ｉｍｍ，振动加速度小于几十个甚至几个＾，速度小于Ｉｍｍ／ｓ／ｇ的微振动。２．２影响铁路环境振动的因素影响铁路振动源强和传播途径的因素很多，包括机车车辆型号、轴重、轨道结构类型与状况、列车运行速度等因素，，此外地表土质、地貌、地质条件以及地表某些３３［】建设行为也会对振动的传播产生影响。１．车辆参数和运营条件主要包括列车悬挂系统，列车类型和轴重，运行速度以及车轮踏面的平顺程度。一般情况下，列车轴重越大，引发的振动就越大。列车速度的增加时，轨道的不平顺情况引起的轮轨作用也变大，轨道和道床的振动加速度就随之增加，故列车引起的地面振动强度与行车速度成正比。２．轨道结构轨道结构对列车引起的环境振动主要来自轨道支撑系统，轨道线路形式以及钢轨表面不平顺。轨道支撑系统分为有昨轨道和无炸轨道，无昨轨道是高速铁路的主要结３４［］构形式，它具有稳定性好。，耐久性强和少维修的优点列车在无缝线路区段运行时￣５ｄＢ弓丨起的振动Ｚ振级要比在标准轨和道盆区段运行时引起的振动Ｚ振级小２。此外，列车运行产生的振动大小与钢轨煙接的质量也有关，轨头凹凸不平顺会增大振动。振动的大小受轨道线路形式的影响，在列车速度等测试条件不变的情况下，在距离轨道中心线相同距离处，列车在路堤段运行产生的振动振级小于在路壁段运行产生的振动振级，而相比于路堤和路壁，高架线路上运行的列车产生的环境振动将大幅度一降低。日本有关数据表明，将线路形式更改为高架线路后，在同测试条件下列车产生的振动在距离轨道中心线５￣２０ｄ１０ｍ处振动振级将会降低１Ｂ。３．传播路径传播路径对振动的影响因素包括传播路径土介质类型，有无岩土层，和土层的分 西南交通大学硕士研究生学位论文第１２页。层情况在车体情况、轨道结构、车速等条件不变时，地面振动的传播衰减主要受到土壤性质和土壤传播性能的影响，如振动在砂土类硬土层的衰减速度比在亚粘土层中衰减速度快，亚粘土层又比游泥质亚粘土地基衰减快。根据调查，我国沪宁线两侧的土壤性质大部分为狱泥质亚粘土，当地潮湿多雨，地下水位高，地表土层的含水量也较高，所以列车运行产生的振动传播至３０ｍ处，其Ｚ振级比京津线区段附近等距离处的振动Ｚ振级高３ｄＢ左右，。总的来说，列车振动在软土层中传播时振级较大在冲击一些土结构的层中振动振级较小，洪积层更小。对于高架桥的结构而言，列车在混凝高架桥上运行产生的振动振级比钢结构桥小。４．受振体受振体一般是指接受振动波的建筑物、建筑物内工作生活的人群和精密伩器设备３５［］等。受振点与轨道距离越远，受到列车振动的影响越小，此外，建筑物受到列车振动的影响程度也与建筑物的层高和结构有关。２．３环境振动评价参数及评价标准２．３．１描述环境振动的参数１．振动强度［３。３７］一在振动频率不变时，振动对机体的影响与振动幅值成正比。振动强度般用２振动加速度来表示，但在实际应用中，４Ｌ），单位为ｍ／Ｓ振动加速度级（Ｋ常常用来描述振动强度，振动加速度级即振动加速度与基准加速度之比，并取以１０为底的对３８［］２０－数再乘以得到的振动值，记为Ｅ４Ｚ，如式（２１）：，其单位为分贝（ｄＢ）所示ＶＡＬ＝２０／—２－１ｇ（）＾ｅｆ＿Ｗ２一６ｍ２式中ａ为振动加速度有效值，ｓ；作为基准加速度，般取值为１０／ｓ。ａ＝Ｖｔｄｔ＊－２（２）（）［“］２式中为某时刻ｆ对应的振动加速度值，ｍ／ｓｒ为积分时间Ｓ。；，除振动加速度外，振动级、Ｚ振级和累积百分Ｚ振级也可以用来描述振动强度。①振动级（ＶＬ）由于人体对不同频率振动的反应不同，将振动按规定的不同频率计权因子进行修３９［］正后得到的振动加速度级，称之为振级。振动振级的单位也是分贝，分贝的定义式 西南交通大学硕士研究生学位论文第１３页４＜［是取物理量２相对于参量基准物理量的以１０为底的对数值再乘以１０＾即＝－ｄＢ１０ｌｇ＾（２３）Ｑｏ②ｚ振级在垂直地面方向将振动按照１向频率计权因子修正后得到的振级叫做Ｚ振级。作为振动评价指标，Ｚ振级可以描述振动对周围环境的影响程度。③累积百分Ｚ振级ＣＶＬｚｎ、给定一个测量时间〖，对于在该时间范围内测得的Ｚ振级数据，其中《％时间的数一ＶｉＫＬＺＶＬＢ值超过某ｚ值’这个ｚ值就是累积百分振级，记为ｚｎ，以分贝（ｄ为单位。）＿２２ｍ＝当垂向振动加速度为１０／ｓ时，人体刚刚可以感受到振动，用来表示即ｒ也８０ｄＢ；２＝当振动加速度达到５ｍ／ｓ后，人体开始对振动产生难以忍受的感觉，此时ｒＭ１３４＜ｉＢ。２．振动频率４１［］振动带来的影响随振动輝率的变化而不同。因为列车运行时的振动位移非常小，，不易测量与评价，在研究铁路振动特性时通常将振动频率作为自变量，振动的速度４２［］和加速度作为随频率变化的因变量，可以用来描述铁路振动的特性，其大小可以用峰值，、平均值和有效值（均方根）来表示峰值是瞬时振动的最大值，因为人体是对一段时间内的振动的平均速度幅值做出反应，而不是瞬时的振动，所以振动峰值不宜４３一［］用来描述人体对振动的反应，描述时使用的是段时间内的平均速度振幅。￣０００人体可以感知到的振动频率范围很广泛，约在ｌ１Ｈｚ范围内，但是在研究环境一￣，ｌ８０Ｈｚ，因为人体对该频率范围内的振动比较敏感振动时我们般针对的是的振动，４４［］大部分人体组织的共振频率都集中在这个范围内。对受振建筑物和精密仪器而言，一环境振动的频率影响般与受振建筑物的结构或机械设备的自振频率有关，当环境振４５］［动频率接近自振频率时可能会引起结构共振，此时带来的环境振动影响较大。２．３．２环境振动评价标准环境振动问题受到越来越多的关注一，在国际上已经被列为七大环境公害之，有些国家制定了关于列车引起环境振动的标准－８８《。现如今我国采用的是ＧＢ１００７０城市４６［］区域环境振动评价标准》，制定于１９８８年，规定了城市各类区域铅垂向Ｚ振级的标２－１ＦＲＡ准值，见表。根据建筑物的适用类型以及列车的运营频率，美国联邦铁路管理局（）４７［］－规定了不同类型建筑物的振动标准和二次结构噪声标准，见表２２。 ２－Ｚ表１城市各类区域铅垂向振级标准值表适用地带范围使用地带范围的补充说明昼间夜间特殊住宅区６５？指特别需要安宁的住宅区居民、文教区７０６７指纯居民和文教、机关区指一般商业与居民混合区，工业、商业、少、混合区、商业中心区７５７２量交通与居民混合区工业集中区７５７２指商业集中的繁华地区交通干线道路两侧７５７２指车流量每小时１００辆以上的道路两侧指距每日车流量不少于２０列的铁道外轨铁路干线两侧８０８０３０ｍ外两侧的住宅区。表２－２不同类型建筑物的振动标准和二次结构噪声标准振动标准ＭＢ噪声标准／ｄＢ（Ａ受）振区建筑物类型一频发般非频发频发一般非频发－－－１类：振动敏感建筑物＾６５６５２类：居民区或休息区７２７５８０３５３８４３３类：主要是白天使用的７５７８８３４０４３４８建筑物一２－２中在表，７０频发情况是指同振源每天发生的振动影响的次数超过次，如大一一＾７０多数的城市快速交通，；般情况是同振源每天发生的振动影响在３０次包括大３０多数市郊轨道交通干线，；非频发情况是指每天经过的列车少于次大多数市郊轨道交通支线都属于该类。对于振动敏感设备，二次结构噪声不存在影响。２．３．３环境振动影响评价方法列车引起的振动是间歇冲击振动，会带来偶然性冲击引起的不舒适感。在评价振动对人体的影响时，主要依据的是国际标准化组织制定的《机械振动与冲击中关于人３９［］一－体承受全身振动的评价通用要求》（ＩＳ０２６３１１４９９７），该标准提出改进后的评价“”方法，建议以加权加速度均方根值作为基本评价方法，即ｆｌ＝（２－４）ｗ式中ａ，ｒ为采样时长ｖＸＯ为实测的加权加速度时程。ｉ 峰值因数可以用来研究采用计权加速度的基本评价方法是否适用于描述振动对人体影响的严酷程度。峰值因数也被称为波峰因数，定义为频率计权加速度的最大瞬时峰值与均方根（有效值）的比，即Ｆ＝—（２－５）ｃ＾ｒｍｓ其中，峰值ｆｌ应当在有效值计算时间长度中确定。９一当峰值因数小于或等于时，般来说用均方根或计权均方根描述振动是有效的，９如果峰值因数大于，基本评价方法会出现低估的结果，应该用附加的评价方法来对振“”“”４８［］动进行评价，即运行均方根或四次方振动计量法。两种附加的评价方法如下：“”①运行均方根评价法“”“”运行均方根评价法，也称持续加速度加权均方根评价法，可以比较直观地反应处振动能量随时间的变化趋势，定义为：ａｈｔｄｔ一（）Ｏｔ＝＝—－６（２）ｗＣｏ）式中ａｔ为瞬时频率加权加速度幅值；ｖｖ（ｏ）ＴＴ＝ｌｓ为持续平均积分时间，当式中积分时间时，称作１秒均方根；＆为考察的时间。“”②四次方振动计量评价法在使用该评价方法时，以四次方而非平方作为计算平均的基础，故四次方计量法ｉ＂５对峰值更为敏感。通常四次方计量值（ＶＤｆＯ用ｍ／ｓ表示，定义为ＶＤＶ＝ａｔｄｔ（２－７）［ｆ＾ｔＣ）Ｆ式中ａ为瞬时频率加权加速度幅值；ｗＣＯｆ为测试时间。４８［］此评价法适用于评价对峰值特别敏感的振动环境。２．４环境振动的危害高速铁路己经成为大多数人出行的首要选择，列车行驶速度不断提高，高速铁路发展迅速，不可避免对铁路沿线的环境产生振动影响。有数据显示，在日本的公众投４９［］１４诉事件中，投诉交通系统引起的振动扰民情况约占总投诉的％。运营列车带来的 西南交通大学硕士研究生学位论文第１６页环境振动危害主要表现在以下三个方面：（１）影响居民的正常工作和生活列车运行时引起的环境振动会使人体产生不舒适感，影响沿线建筑物内的人的日５０［］常生活，。干扰工作、学习及睡眠状况研究表明：振动对人体的影响是随着振动强度增加而增大的。在振动加速度振级达到６０ｄＢ时，人们刚刚可以感觉到振动，这种程度的振动不会对睡眠问题造成影响，但会影响患病的人或感官系统比较敏感的人；在振动加速度振级达到６５ｄＢ时，就开始对睡眠产生影晌了，但此时的影响只是轻微的；当振动加速度级达到６９ｄＢ时，人无法继续轻微睡眠，将会受到影响；当振动加速度级达到７４ｄＢ时，几乎所有人的睡眠都会受到影响，但己经进入深度睡眠的人不会惊醒；５１［］当达到７９ｄＢ时，所有人的睡眠都将受到影响。２２６３－＜０／ｓ根据ＩＳ０１１：１９９７，当计权加速度ａ？．３１５ｍ时，振动对人体无影响；当２２０．３１５ｍ／ｓ＜ａｖｉ；＜０．６３ｍ／ｓ时，人体会产生轻微的不舒适感；在时，人体开始，振动使人体产生的不舒适感比较强烈感受振动带来的不舒适感；时。（２）影响线路附近建筑物的结构一旦建成铁路线路，列车引起的振动就会长期存在，随着列车运行，振动影响反复发生，会导致建筑物的结构动力疲劳和应力集中，较大的环境振动会引起建筑物结构整体或局部不稳定，，使地基发生液化现象、基础沉降，建筑物墙体出现裂缝局部５２［］。被破坏或发生倾斜现象，尤其是对古旧建筑，影响更为严重捷克的公路和地铁线路带来的交通振动使交通线附近砖石结构的古教堂出现裂缝，而后裂缝不断扩大使古建筑物倒塌；霍索夫、哈斯特帕斯和布拉格等地的古教堂因交通系统引起的振动而倒塌；巴黎地铁线路下穿巴士底狱的新歌剧院，带来的振动和噪声对剧院的演出造成了＿【５３５４］影响。（３）影响精密仪器的生产和正常使用，随着社会发展轨道交通网越来越密集，很多运行线路途径厂房、学校、医院等，列车引起的振动会对可能会对工厂的生产仪器、学校的实验设备和医院的医疗设备等造成影响，轻微的振动就会使其精密性变差，误差增大，读数不准，试验数据不准确，［５５］或者缩短仪器的使用寿命等，进而带来不可估量的损失。早在１９５５年的时候，我国就已经出现了列车振动影响精密仪器正常工作的案例，当时的京张铁路修建在清华大学的东侧，列车运行产生的振动使实验室仪器受到影响，阻碍了很多重要试验的工作进程，后经协商将铁路线路东移８００ｍ以避幵实验室。还有列车振动影响精密仪器使用 西南交通大学硕士研究生学位论文第１７页，的典型案例，台北至高雄的高速铁路穿越台湾南部科学园区高铁引发的振动使园区５６［］内很多商家的精密仪器受损。 第３章成灌线Ｋ２４＋２８０路堤段振动测试及数据分析３．１成灌线简介四川汉川５．１２特大地震之后，地处灾区的都江堰及周围地区的基础设施遭受了严一重的破坏－，为加快灾后重建，进步恢复和开发青城山都江堪旅游资源，推进沿线城一－镇化进程，建设了成都青城山这线路。２００８年年底开工建设成灌线工程，正式通车２０一运营时间为１０年５月１２日。成灌线是灾后重建的第个重大项目，它连接了成都中心城区域周边区（市）县，除正线外，还修建了两条直线，分别到达彭州和离堆公“”园，由此实现了成都中心区、都县、都江堰市和彭州的便捷相连，体现了全域成都的规划理念。。成灌快速铁路的起点是成都火车北站，终到青城山站，途径１４个站成灌线线路全长７４．５５０ｋｍ，包括安靖至青城山段新建双线和引入成都枢纽相关工程两部分，新建５９１３５１５１５１７７双线线路长．ｋｍ，成都枢纽工程线路长．４ｋｍ。新建路基２８．ｋｍ，占线路长度的３７．８０％；新建桥梁１８座，约４３７６５延长米，占全线总长５７．９３％；涵洞１１９座，约２９７０．５延长米。作为客运专线，成灌线以高速和快速为技术支撑，运行的列车为国产ＣＲＨ１型动１６４２０．４车组，该动车组车长２１３．５ｍ，为８节车辆编组，轴重ｔ，车重为ｔ。列车运行速度快，运营的最高时速能达到２００ｋｍ／ｈ，即每秒可运行５５米，动力强，耗能低，列车运行的牵引动力为绿色能源的电力牵引，无任何废气排放。列车结构性能好，与同等条件下的普通铁路车型相比，，该动车组的噪声和振动源强值低。此外成灌线路基为无碎形式，轨道采用的是无缝钢轨，运行过程中可以减少列车碰撞钢轨而产生的轮轨噪声和振动影响。为保证沿线居民的生活，减少列车运行的噪声振动影响，成灌线设置了声屏障、隔声窗、铺设平面吸声板、设置弹性扣件等减振降噪措施。３．２测试方法本次成灌线路堤段环境振动测试的主要方法依据是《城市区域环境振动测量方法》３８５７［］［］－－（ＧＢ１００７１１９８８）和《铁路环境振动测量》（ＴＢ／Ｔ３１５２２００７）中振动测试的相关规定。 西南交通大学硕士研究生学位论文第１９页，测试前期先通过实地考察成灌线沿线路堤区段的环境状况，选择测试地势平坦，远离公路、测试环境较好的地方作为本次试验的测试地点。查看列车时刻表，可知列车车次和运行时间，估算出列车通过测试点的时间作为试验参考，列出试验计划。在现场测试过程中，选择距轨道围栏不同距离的测试点放置传感器，用不同长度的导线将传感器和采集仪连接到，并将采集仪接入电脑。在测试过程中考虑到成灌快铁列车速度较快，通过测试段的时间比较短，故在列车来临前可手动开启采集仪进行采集，直到列车完全通过测量段再结束釆集。得到的相关数据可在后期进行节选，只分析列车通过测试段时采集的数据。此外，，对于计算列车通过测区的运行速度采用的方法是现场拍摄列车运行录像通过会声会影软件计算得到。３３．成灌快速铁路路堤段环境振动测试３．３．１试验简介本次试验主要研宄成灌快速铁路正线路堤区段的振动，经现场考察，选取了黄广路附近里程数为Ｋ２４＋２８０处的路堤段进行振动测试，该处路堤高５米，坡度１：１．５，路基本体结构为分层碾压路基，填料为Ａ／Ｂ组填料，地基采用挖除换填处理。地基地质￣２条件为：表层１米为粉质粘土，其下为厚层（厚度大于３０米）卵石土。成灌快铁全线路基段设计基本相同，２８０处，地基地质条件相同所选的Ｋ２４＋路基具有代表性。实验过程中分别对测点内线（成都至都江堰方向）和外线（都江堰至成都方向）的振动３－情况进行测试，测试场地情况如图１所示。 西南交通大学硕士研究生学位论文第２０页＾‘７７＾＿Ｉ丄盡Ｉ－图３１测试场地（ａ）ｗ＾ｍ图３－１测试场地（ｂ） 西南交通大学硕士研究生学位论文第２１页本试验通过测量、记录各测点的时程曲线、频谱曲线、Ｚ振级、１／３倍频程曲线等相关数据，整理后用ＯｒｉｇｉｎＰｒｏ８．０绘图软件将试验数据绘制成图，并对曲线图的变化规律做出分析，得出成灌快速铁路路堤区段的地面振动特性。同时对本次测试得到的Ｚ。振级数据进行拟合，得出该测点振动随距离衰减的经验公式３．３．２试验测量仪器本次成灌线路堤段现场试验所采用的振动仪器型号为ＩＮＶ３０６２Ｔ型的云智慧采集２４Ｓ３１－分析仪，该仪器有４个位高精度ＡＤ采集通道。根据Ｉ０２６１（关于全身振动评一一价指南第部分￣８０Ｈｚ），研宄振动对人体的影响时，振动评价的频率范围般为ｌ，￣ｌ８０Ｈｚ，在铁路环境振动评价中，考虑的振动频率范围也是因此在现场振动试验中应￣８０Ｈｚ注意振动传感器的测试频率范围，选择能够重点测试ｌ振动频率范围内的传感器。本次测量中使用的传感器是９４１Ｂ型低频加速度传感器，在采集数据过程中采用加速度￣档和垂直形式，其使用频率满足环境振动ｌ８０Ｈｚ频率范围的要求。测试仪器包括：（１）ＤＡＳＰＶ１０数据采集和分析软件，包括采集、存储、几十种谱分析功能（２）ＩＮＶ３０６２Ｔ含有４个２４位高精度ＡＤ采集通道（３）９４１Ｂ型低频加速度传感器４个，设有加速度、小速度、中速度和大速度四档，水７￣平和垂直两种形式，其使用频率范围为０．１１００Ｈｚ（４）导线若干（５）橡皮泥若干仪器实图如图３－２和图３－３所示。 西南交通大学硕士研究生学位论文第２２页：Ｐ獵．：一：．３－２图ＩＮＶ３０６２Ｔ型云智慧数据采集分析仪，Ｌ＿酵／＿＾．露感１．、＾．■－１－■ｉ＞：、Ｐ言＾：Ｉ：Ｋ｜為舞．．，：。＿變：：濟、－．ｍ樣：．：ＵＭＢ擎ＯｌＯ山斗料ｌＪｕ＾ｊｉ一ｔ＼Ｉ丨座Ａ‘．：．卞■；、、：Ｖｉ，－．，＊＇＂＇－？－－３ｉ，ｉ．，，■，？．■：泛：－、叔ｉ１１，．．．．．■．：’１．．，：奮：．／＾麵‘、：；．．？．．‘．，，．、：．★／：＃Ｉ贫，．：“３－９图３４１Ｂ型低频加速度传感器 ３．３．３测点布置本次测试地点位于成都市都县境内，成灌线与黄广路交汇处，里程为Ｋ２４＋２８０的路堤段，，测试段轨道采用的是ＣＲＴＳＩＩＩ型板式无砟轨道，铺设无缝线路采用的是６０ｋｇ／ｍ、１００ｍ定尺长Ｕ７１ＭＩ１（ｋ）无孔新轨。该测试场地视野较好，能清楚地观察到成灌线列一车运行情况，地势平坦，，，测试场地为水泥硬化路面方便布点与主干道路有定距离，振动受外界干扰影响非常小，有利于分析仅由成灌快速列车运行产生的振动特性。布点位置位于居民房前，对分析研宄环境振动对铁路线路周围居民的影响也具有实际意义。３－４所示现场测点位置的布置方案如图，共布置７个监测点，分别在距铁路护栏Ｏｍ，５，１０ｍ１５，，，ｍ，ｍ２０ｍ，３０ｒａ３５ｍ，铁路护栏距轨道中心线的距离为２２ｍ即监测点的位置分别位于距离轨道中心线２２ｎｉ，２７ｍ，３２ｍ，３７ｍ，４２ｍ，５２ｍ，５７ｍ处。３－５为现场实测情况图。内线外线ｆ石ＴＴＴＴ．，７＃６＃５＃４＃３＃２＃：１＃：Ｋ．．．．——／上Ｚ；Ｋ＾Ｊ、！／１０ｍ４＊５ｍ２２ｍ图３＂４测试点位置示意图 西南交通大学硕士研究生学位论文第２４页■ｉｉｉＨＢ圓１１—Ｈｍｆ■Ｈ＾＾ｍｉＨ图３－５测试点布置现场图３．３．４测试列车时刻表本次测试从早上９点半开始进行，到下午１７点结束，共测试了１７组数据，包括－－３－１成都青城山的列车以及成都离堆公园的列车，具体车次及时刻表如表所示。表３－１成灌线测试列车时刻表序号车次始发终到始发时间到达时间到达监测点时间￣ｉＤ６１４４离堆公园＾＾＾２Ｄ６１０８青城山成都１０：１１１０：５８１０：３０３Ｄ６１４５成都离堆公园１０：２９１１：０３１０：４０４Ｄ６１０９成都青城山１０：４５１１：１８１１：０３５Ｄ６１４６离堆公园犀浦１１：２６１１：５６１１：３８６Ｄ６１４７成都离堆公园１１：１２１２：０３１１：４２７Ｄ６１１０青城山成都１１：２８１２：３５１１：５３８Ｄ６１１１成都青城山１１：４５１２：３９１２：１１ 西南交通大学硕士研究生学位论文第２５页＂ｉｉＳ始发时间到达时间到达监测点时间９０６１４８离堆公园？１２＾１３＾２９１０Ｄ６１１３成都青城山１２：５１１３：３４１３：１４１１Ｄ６１１２青城山成都１２：５５１３：５５１３：２０１２Ｄ６１１４青城山成都１３：５０１４：３３１４：０８１３Ｄ６１１５犀浦青城山１４：１７１４：４６１４：２５Ｄ１４公园１４：：２：１４６９成都离堆４９１５５１５０６１５Ｄ６１１６青城山犀浦１４：５８１５：３２１５：１５５４２１６３３１６Ｄ６１５０离堆公园成都１：：１５：５８７１１：：２１１１Ｄ６１７犀浦青城山６０３１６６１６：３．３．５成灌列车车速成灌线为无缝双线电气化客运专线铁路，线路采取全封闭，开行列车是ＣＲＨ１型和谐号列车，最高时速可达２００ｋｍ化，其中成都中心城区至都县段列车运行速度为１２０ｋｍ／ｈ。成灌快速列车运行速度较普通列车、轻轨列车车速高，是适合服务跨省、跨市和市区范围的开行车辆。在测试的１７组数据中，内线列车有８组数据，外线列车有９组数据。对于车速的测量，采取的是在列车通过时进行录像，处理数据采用的是会声会影软件，结合列车长度２１３．５ｉｎ和列车通过测试区域的时间可计算得出列车通过测试点时的运行速度１８７ｋｍ／ｈ，内外。经计算得到内外线列车通过测试区域的平均速度约为３－２和表３－３线列车在通过测试区域的行车速度详见表。表３－２成灌线Ｋ２４＋２８０内线列车行车车速行车方向车速ｋｍ／ｈ成都－４５１８３１离堆公园０６１．００－Ｄ１０９１９４２成都青城山６．０９－３成都离堆公园Ｄ６１４７１７３．１１４－Ｄ６成都青城山１１１１８６．５５５－６成都青城山Ｄ１１３１９０．２５６－８３犀浦青城山Ｄ６１１５１．００－Ｄ６１４９１９２７成都离堆公园．１５８－Ｄ６１１７１７９５８犀浦青城山．内线车速平均值１８５．２２ 西南交通大学硕士研究生学位论文第２６页表３－３成灌线Ｋ２４＋２８０外线列车行车车速行车方向车速ｋｍ／ｈ－４４１离堆公园成都Ｄ６１１９４．０９２－０８１８４青城山成都Ｄ６１．７６－３离堆公园犀浦Ｄ６１４６１８８．３８４－６１１７青城山成都Ｄ１１０８．２－４８１８６５离堆公园成都Ｄ６１．５５６－成都Ｄ６青城山１１２１８８．３８－１１８４７青城山成都Ｄ６１４．７６８－Ｄ６青城山犀浦１１６１９４．０９－９离堆公园成都Ｄ６５０１８８．３８１外线车速平均值１８７．８５３．４现场测试结果及分析成灌线与黄广路交汇处附近里程数为Ｋ２４＋２８０路堤段现场监测的数据进行分析，通过ＯｒｉｇｉｎＰｒｏ８．０绘图软件将实测得到的时程数据、频谱数据，描述各个振动指标曲线，分析其变化趋势，归纳总结成灌线Ｋ２４＋２８０路堤段振动衰减规律。３．４．１成灌线Ｋ２４＋２８０时程曲线分析１时程曲线分析（）时程曲线是用来描述振动加速度随时间变化的曲线，从时程曲线中可以看出振动３－６３－７。持续的时间和振动幅值的大小，内外线列车引起的振动时程曲线见图和图 西南交通大学硕士研究生学位论文第２７页１２０「ＩＩ—２２ｍＩｌ［－４０Ｉ：ＩＩ？＊■Ｉ‘Ｉ■■．Ｉ■？？？？■－２０Ｉ１０１２３４５６７８９时间⑷１２０「，—，■２７ｍＩ｜８０－４。：ｉｊｉＪｉＬｉｉｋｉｌＬｉｌｕｌｋｊｉｙＬｊｉＬｉ‘．．■Ｉ—Ｈ，＂＂ＩＩｌ：：ｆｆＰｌｆｆｆＰ１兵－８０－［Ｉ－‘１ＩＩＩＩ１ＩＩＩ１Ｉ１ＩＩ１Ｉ１２００１２３４５６７８９时间（ｓ）１２。—３２ｍ丨「８０－■Ｊ。１？編Ｕ—ＪｌｙｋｌｒｉｆａｉＬｉｔｉｒ＂４０■ｌＩ息Ｍｊｉｈｉｉ－－ｉｎｄ４０ＩＳ．－８０－「？‘．ＩＩＩＩＩＩ１１１ＩＩＩ１ＩＩＩ１２００１２３４５６７８９时间（Ｓ）１２０「Ｉ１．３７ｍＩ｜８０－：４０，；…０丨―例＿，丨？２－４０－－８？写０１．１．－［■ＩＩＩ１ＩＩＩ１１１１１１１２００１２３４５６７８９时间Ｓ（） 西南交通大学硕士研究生学位论文第２８页１２。—Ｉ４２ｍｌ「８０－■？＜４０－＊■—ｗ＊＂＇＜■＊？＂？＊ｉ＊■、■忌－８０－＊ｊ■■．ＩＩＩＩＩＩＩ１ＩＩＩＩＩＩ２０Ｉ１１７８９０１２３４５６时间１２０「Ｉ１５２ｍＩ｜８０－．＜－４０Ｐ！－？■■０■■■－：４。遷－－－§８０■．Ｉ■Ｉ■Ｉ■Ｉ？Ｉ■Ｉ＿Ｉ‘■ｉ■１２００１２３４５６７８９时间（ｓ＞１２０「Ｉ．５７ｍＩ｜８０－４０－￡＾＊．＂．０＾＊４？侧．瑕＂４０－□．：只－８０－１１１１１＿１２０＾■Ｉ１１１１１Ｉ１１１１１９０１２３４５６７８时间Ｓ（＞图３－６成灌线Ｋ２４＋２８０内线时程曲线图 西南交通大学硕士研究生学位论文第２９页６０「，，２Ｉ况Ｉ：－‘ＩＩＩＩＩＩＩＩＩＩＩＩ１Ｉ６０Ｉ０１２３４５６７８９时间⑷６０「—．２７ｍＩ｜广３０－。丨＾，義＿＿丨》Ｉ：甚－３０－ＩＩ＿６０＞Ｉ１Ｉ１ＩＩＩＩ１ＩＩＩＩＩＩＩ０１２３４５６７８９时间Ｓ（）６０「，，３２ｍＩ｜３０－為－３０－■Ｉ■Ｉ■■■■■■Ｉ■■■＿＿Ｉ－６００１２３４５６７８９时间⑷６０ｒ３７ｍ■Ｉ｜广３０－、＿—，丨》…邊０鮮一丨Ｉｉ■ｎｚＪ長－３０－１Ｉ＿ｇＱＩＩＩＩＩＩＩＩ■ＩＩＩ■ＩＩＩ０１２３４５６７８９时间（ｓ） 西南交通大学硕士研究生学位论文第３０页６０「，，４２ｍＩ｜＿广３０－１０＊０邊ｎ／■＼］ＩＳ甚－３０－Ｉ＿０Ｑ‘Ｉ■■？Ｉ■＿■Ｉ？Ｉ？Ｉ■■？０１２３４５６７８９时间（ｓ）６０ｒ—５２ｍ．Ｉ｜￥３０－＂Ｅ银■－后３０－＿■ＩＩＩＩＩＩＩＩＩ１ＩＩＩ１ＩＩＩ６０Ｉ０１２３４５６７８９时间ｓ（ｉ６０厂—５７ｍ．Ｉｌ３０－义＂Ｅ－Ｅｔ５＾银．貝－３０－．Ｉ？Ｉ．Ｉ？Ｉ，＿０Ｏ１１Ｉ１１１■．１－－Ｉ■Ｊ０１２３４５６７８９时间（ｓ）图３－７成灌线Ｋ２４＋２８０外线时程曲线图一３－６３－７由图和图可知，内线和外线的振动持续时间基本致，振动过程均持续５？７ｓ，垂向振动加速度最大值均出现在距离轨道中心线最近的２２ｍ处的监测点，而后振动峰值加速度随着距轨道中心线距离的增加开始呈现出衰减趋势，。值得注意的是距轨道中心线５７ｍ处，内线的振动峰值加速度出现了反弹。 表３４成灌线Ｋ２４＋２８０内外线不同距离处振动幅值表－距轨道中内线（成都都江堰方向－））外线（都江堰成都方向“心线的距Ｉ２幅值ｍｍ／ｓ峰值出现的时间幅值ｍｍ／ｓ峰值出现的时间离９３．１６２３５．８３５９３ｓ５７．９６９４．２６１７１ｓ２２ｍ－－９９．７１０１４８５９ｓ４７．５９１２．８０．７４６０９ｓ６６０３．ｓ７４７５３．０５．８６４４８０４６３０．８５９ｓ２７ｍ－－５９．６４２３．４７２６５ｓ２１．５５５３４４．００７８１ｓ３８１．．３５．０７５５９４１４ｓ２０．５２５２４９３７ｓ３２ｍ－３８－．２５２９２４９２１８ｓ２０４４０６４５１５６．．．３ｓ１９１２９３．５１．３１．７７８１２ｓ０．２８１９４６４ｓ３７ｍ－２４－．０４５５２．５３９０６ｓ１２．１８９９５２０３ｓ．３３１９．２９５９２．３９８４３ｓ８．６８３４３３１．１９９２ｓ４２ｍ々－４０．４７１４．８２１ｓ．２５８４０２３４ｓ．８３８８８７．５６２２６３．４８０４６ｓ４．４３５１７３．２１４８４ｓ５２ｎｉ－５－．８７８６２．５５０７８ｓ２８８６９３４６０９４．８．７ｓ１７．４９３３０９７６２．３９８４３．５８３１５６０９ｓ．１ｓ５７ｍ－－１０．５７１５４．６８７５ｓ３．６０３６５３．３２８１２ｓ表３－４是归纳内外线环境振动在距轨道中心线不同距离处的振动加速度幅值得到旳，从该表格可以看出不同距离位置对应的正向和负向振动幅值，以及振动加速度峰值达到的时间。３－６－－道中心线距离的增加综合分析图、图３７和表３４可知，随着距轨，内外线的３７振动加速度最大值呈衰减趋势，ｍ之前振动衰减速度大于３７ｍ后的振动衰减速度，但内线列车在５７ｍ处引起的振动大于５２ｍ处，出现了加速度的反弹区，引起地面振动出现反弹的因素很多，包括地层的反射作用，，不同激振点振动的叠加不同振动波传播过程中的叠加等。（２）峰值因数分析本文选取成灌线Ｋ２４＋２８０路堤段距离轨道中心线２７ｉｎ，３２ｍ，４２ｍ和５７ｍ（即距离铁路围栏５ｍ，１０ｍ，２０ｍ和３５ｉｎ）处的测点数据来对峰值因数进行分析，在２７ｍ处测试了６组列车的振动数据，３２ｍ处测试了１１组，４２ｍ处测试了１１组，５７ｍ处测试６－？－了组，每个测点的振动的最大值、有效值及波峰因数见表３５表３８。 西南交通大学硕士研究生学位论文第３２页表３－Ｓ成灌线Ｋ２４＋２８０距离轨道中心线２７ｍ处测点峰值因数统计２２测试列车序号最大值（ｍｍ／ｓ）有效值（均方根）（ｎｕｎ／ｓ）峰值因数１２４１４７．４４６５．．７７０３３２６７９２６６．８６０３８１．１１．１４３６９０７３８７．８７８１２０．６５１９４．２５５２１４２８３５６７７．７２７２７．．３６６９６９５３０．７４７５８．０９６９３．７９７４４６６３．７８２３２０．１３０１３．１６８５１表３－６成灌线Ｋ２４＋２８０距离轨道中心线３２ｍ处测点峰值因数统计有效值（均方根）２测试列车序号最大值（ｍｍ／ｓ）峰值因数ｍｍ／ｓ（）１１６．９１１６５１４４３．２６３２５．８２２３５．２１０１５．８６１６４６．６９６９５３４６．４６０５１３．５４２３．５３４９４４３９７６１６１２．９２７５３．０７５７２．５１８．４４２５５．７０９３７３．３０９８６６４６．０３８３１４．１９７７３．３７２４６７１６．５８１６５．００５６４３．５２１６５８４５７８２８１．３．６００６３．７５４８２９１９．５３０１５．２９０６９３．６９１４１１０３８．０７５１１２．０６６２３．１７０２４１１２０．５２５２５９６５８．．５３６６７４６表３－７成灌线Ｋ２４＋２８０距离轨道中心线４２ｍ处测点峰值因数统计有效倌（均方根）２测试列车序号最大值（ｍｍ／ｓ）峰值因数ｍｍ／ｓ（）１７．６９５６２２．０１９１７３．８１１２８２５．８２０１６１．５０２５７３．８７３４６３１６．３６７５．００１２７３．６７８６５４．３１８６４．８６８２４２１３．７３５８１４５６．．３６１８１６７１５７３．８０５８９６１５．５４１８４．１３９２８１３．７５４７１７５．８１７６６１．４３８８４４．０４３３８１９．２２．．０８３２５９７９３６４８９４２９６．５００２６１．８４８７３３５１６０７．１０１９．２９５９４．８７３７１３．９５９１８１ 西南交通大学硕士研究生学位论文第３３页‘有效值（均方根）＿测试列车序号最大值（＿／５）峰值因数，＂ｍｍ／ｓ（）ｎ８．６８３４３１．９３５５４４．４８６３表３－８成灌线Ｋ２４＋２８０距离轨道中心线５７ｍ处测点峰值因数统计２２测试列车序号最大值（ｍｍ／ｓ）有效值（均方根）（ｍｍ／ｓ）峰值因数１３．００５５０．６６４４９４１《５２２９９２１７．５８３１２．４４５８３７．１８９０１３５．９６５７９１．９２５７５３．０９７９１４３．４９３３５０．９７９６７３．５６５８１５３．３０９７６１．０７７６９３．０７１１６６８．３７５６９２．１７５２６３．８５０４３－５？３－８３－８－将表３表中的峰值因数数值分布做成饼状图，即图。由图３８可直观地看出，上９，其中３２组数据峰值因述四个测试点的所有振动数据峰值因数均小于，有６９４２￣数小于，占总数的％，组数据的峰值因数在６９６，由此说明之间，占总数的％，对于成灌线列车引起振动的评价方法而言一，使用基本评价方法般是有效的。峰值因数数值分布￣位于６９之间图３－８成灌线Ｋ２４＋２８０峰值因数数值分布饼状图３．４．２成灌线Ｋ２４＋２８０频谱曲线分析，可以运用列车运行时产生的振动是复杂的振动信号，包含多种频率成分的振动傅里叶变换理论对频域中的信号进行分析。在进行频域描述时，将频率／看作是自变量，５８Ｘ［］信号是／的函数（／。频谱曲线分析就是分析信号在频域中的变化曲线。） 西南交通大学硕士研究生学位论文第３４页通过现场测试得到成灌线Ｋ２４＋２８０路堤段地面振动频谱曲线，内线列车和外线列车产生振动的频谱曲线分别见图３－９和３－１０。１２１２「「２２ｍ］２７ｍＩＩ］－１０．１０Ｊ１６■６把＾．ｆｉｔｊ，■ｊｋ＿．丄ｊｉｉＸ．．．．Ｄ８ｔｏ０２０４０６Ｃ０ｏ０２０－４０６０８０１００頻率Ｈｚ频率．Ｈｚ１２ｒ１２Ｐ－■ｉｉ３２ｉ１３７Ｉ＼■．１０１０°．＇１ｉＪ３６？６■避史ｍｉ运写４．４－－一．０Ｉ０００４０８０８０１ＣＤ０２０４０６０３０１００２頻率Ｈｚｚ顿率Ｈ，１２２ｐ厂４２ｍＩ５２ｍＩ｜１０？１０－．８－８．＂ＴＩ％Ｉ＾？‘ｗ６？ｍｍ勞－４．４．２－２■－．－－．￣ｆｔｆｔ■．．—．—‘０００２０４０６０ＳＯ１０００２０４０６０８０１００频率Ｈｚ频率Ｈｚ１２ｒＩ５７ｍ｜１０－８■＇ｉＩ？楚６－ｆ４－２－＂－Ａ■０ＩｆｎＳ０００２０４０Ｏ８０１顿率Ｈｚ图３－９成灌线Ｋ２４＋２８０内线列车引起不同距离处地面振动频谱响应 西南交通大学硕士研究生学位论文第３５页３３“２２ｍ—Ｉ７ｍ｜２｜－？２广２ｊＪ进到１Ｓｆ００４０６０２ｅｏ１００００４６０８０２０１０頻率／Ｈｚ頻申／Ｈｚ３Ｉ３２ｍｌ＿？■＇－＇？３５ＪＩ运，＾ｍｇ妄写１■．１００２０４０６０８０１００２０４０６０６０１００频率／Ｈ识ｚ频率Ｚ３３ｒ「，１＾—４２ｍ５２ｍＩｌ１ｌ－ｓ？２？２ｊｊｆｅ＜ｓ？ｍ旁＾写－１．１０２０４６０８００２０４０ＳＯ１０１００８０００．－频〖／Ｈ频ｆ／Ｈｚ４ｚ５７ｍＩ｜．．ｒ２Ｊｆｅｆ与．１Ｑ００６０２０４８０１００的宇＇Ｈｚ图３－１０成灌线Ｋ２４＋２８０外线列车引起不同距离处地面振动频谱响应 西南交通大学硕士研究生学位论文第３６页３－９、根据图，将内线不同距离处垂向振动加速度的主频区域最优频率及其对应的３－９加速度幅值整理如下表。表３－９内线频谱曲线参数变化对照表“距轨道中心线的距离（ｍ）主频区域（Ｈｚ）最优频率（Ｈｚ）幅值（ｎＷ）５１－６２５２２ｍ＾５１１．５７５３２７ｍ４５－５９５３１．５５．７８８６－４９４７３２ｍ３５．７５２２２３．７９３７ｍ１９－２２３８－４９２１１．５２８２５，４２ｍ３９－４８４１７５１．１３４０１．５２－１９４０３ｍ１９２７．７５０．１－５７ｍ１９２２２１０．５４８６２３－同样根据图１０距离处测点的垂向振动加速度主频区域、最优频率，将外线不同３－１０及其对应的加速度幅值整理如下表。表３－１０外线频谱曲线参数变化对照表￣￣＇距轨道中心线的距离（ｍ）主频区域（Ｈｚ）最优频率（Ｈｚ）幅值（ｒｎｍ／ｓ）２２５３－５９７４－７９，５７２９８．６３０－２７３２＾３７５７７３３．２５１．９８４４１，－－３２３３４７５３６３３３．５１．０５５１３，３７３２－４２－５１５６５３０．８６５１４，４２－－－２４３３４２５１５５５３０１９．２５７０７，，５２１９－２２２１５０２８１１．．－２１５７１９２２．５０．３７０１６一由上图可知，内外线不同距离位置的测点所对应的主频区域基本致，随着测点位置距轨道中心线距离旳增加，最优频率对应的振动加速度幅值呈现衰减趋势，但在５７ｍ处出现放大现象。对比内线不同距离处列车引起的振动频谱曲线，可以看出靠近轨道中心线的测点３－９振动频率范围比远处测点振动频率范围分布更广。如表所示，内线列车经过时，２２ｍ５Ｈｚ￣８５Ｈｚ距轨道中心线处测点位置的振动频率分布范围在１，而到了３２ｍ处，振２０Ｈ？动频率范围就缩小到ｚ６５Ｈｚ，在５２ｉｎ处的测点，列车引起的振动频率范围为一２０Ｈｚ？３０Ｈｚ。经观察，外线列车引起的振动频谱曲线随测点距离的变化趋势与内线致，，。可见随着测点距轨道中心线距离越来越远列车通过时引起的振动频率范围也 西南交通大学硕士研究生学位论文第３７页，且主频越来越低５２ｍ和５７ｍ不断缩小。从内外线距轨道中心线处测点的振动情况可－以清楚地看出该距离范围内振动的主要频率分布在１５３０ＨＺ范围内，内外线在５２ｍ和４１９－２２ＨＺ５７ｍ内，处共个测点的最优频率集中在，振动主要是低频振动高频振动只一占了很小的部分。－－由图３９和图３１０可以看出不同频率的振动随距离衰减的情况有很大差别，根据？？１２０Ｈｚ）２０５０Ｈｚ）、５（Ｍ２５Ｈｚ其衰减规律，可以将振动频段划分为低频（、中频（高频（）三个频段，低频频段的振动能量在整个振动范围内较小。，高频振动能量最大内线不同频段的最优频率及其对应的峰值加速度见表３－１１。表３－１１内线不同频段频谱曲线参数表２峰值加速度ｍｍ／ｓ）（距离（ｍ）低频中频高频２２１．１５５４４．３５４２４１１．５７５３２７０．７６９２４４．８００９１５７８１８６．３２４３３．０８６２．７９２２３３７．１３７０．５０５１９１．５４８２５１．２７１７７４２０．４６７３７１．１３４０１０．７２７７３５２０．４０３１０．３９３２４０．２５４９３５７０．１７４７１０．５４８６２０．５３０３４３－－将表１１中表达的参数数据绘制成图３１１。１４「—■—低频—１２－中频▲局频＾：８－＼ｉ＼６－■＼Ｉ１１ＩＩＩＩＩ２２２７３２３７４２５２５７距离ｍ）（图３－１１成灌线Ｋ２４＋２８０内线不同频段峰值加速度随距离变化曲线 西南交通大学硕士研究生学位论文第３８页３－１根据图１可以看出，不同频段的振动峰值加速度随距离的增加整体上呈现衰减趋势，在某些距离位置会出现反弹现象，３２ｍ，在衰减过程中前各频段的振动衰减速３２？５７ｍ度大于ｍ的衰减速度，同时也可以明显看出高频频段的振动峰值加速度衰减更一些？快，其次是中频振动。３２ｍ５７，，低频振动衰减最慢在ｔｎ范围内各频段的振动衰减速度逐渐减慢，低频振动的峰值加速度随距离无明显变化，对于不同频率的振动，高频所占部分随着距离的增加逐渐减小。低频频域振动在￣４２ｍ处出２７ｍ处和５７ｍ３７ｍ现振动反弹，中频振动在处出现振动反弹，高频振动在５７ｍ处出现振动反弹。外线不同频段的最优频率及其对应的峰值加速度见表３－１２。表３－１２外线不同频段频谱曲线参数表２峰值加速度ｍｍ／ｓ（）距离ｍ（）低频中频高频２２１．３１３７４１．９７４２．６３０９８２７０９０６５７１．９８４４１１．７２２８９．３２．４１１５９１５５１３０．０．０９０９９４３７０．２２５９６０．７２７６７０．８６５１４４２０．２４０３９０．３２１７５０．３５７０７５２０２６１３７０．２８１１０．１６８７３．５７０．２５２０４０．３７０１６０．１６７４４３－１２３－将表中表达的参数数据绘制成图１２。 西南交通大学硕士研究生学位论文第３９页３厂■低频ＡＩ１一？—中频＼—＾Ｉａ频丨＝＝ｘ０－Ｉ１ＩＩＩＩ１１２２２７３２３７４２５２５７ｍ距离（｝－图３１２成灌线Ｋ２４＋２８０外线不同频段峰值加速度随距离变化曲线３－根据图１２可以看出，不同频段内，外线振动峰值加速度随距离的变化情况与内一，，即随距离的增加整体衰减线基本致。靠近振源的测点在衰减过程中高频频段的一３２￣５７ｍ些ｍ，振动峰值加速度衰减更快，低频振动衰减慢。在范围内各频段的振动衰减速度相较３２ｍ前的衰减速度明显减慢，低频振动的峰值加速度随距离变化不大，。远离振源的测点的频率曲线中，随着距离的增加高频引起的振动所占的部分越来越小￣对于外线列车引起的不同频率的振动反弹，低频频域振动在４２ｍ５７ｍ处出现振动反弹，中频振动在２７ｍ处和５７ｍ处出现振动反弹，高频振动无振动反弹。，综合上述内线和外线的不同测点的频谱曲线得到以下结论：１，、随着测点距轨道中心线距离的增加列车通过时引起的振动频率范围也不断缩小，且主频范围的频率越来越低，不同测点的最优频率对应的振动峰值加速度也随距。离的增加呈现衰减趋势，但在５７ｍ处出现放大现象２，、在远离振源的测点，高频振动所占的部分非常小这表明在远离振源的测点振动情况受列车高频振动的影响十分小，主，即在靠近振源的位置列车振动受高频影响要是列车高频振动的影响，，随着振动传播距离的增加高频振动对测点的影响逐渐减一，定限值时小，。振源附近的振动频率成分以列车通过时的自振频率为主当距离超过５８［］列车自振频率影响减小，其振动以地基振动为主。３、频谱各频段的振动衰减情况随距离变化规律归纳如下：？（１）１２０Ｈｚ，低频频段，该频段的振动能量较小随着测点距轨道中心线距离的增 西南交通大学硕士研究生学位论文第４０页，３２ｍ加低频振动的峰值加速度整体上呈衰减趋势，但衰减速度慢，距离轨道中心线以外的测点低频振动峰值加速度无明显变化，低频频段的振动易出现反弹现象。￣（２）中频频段为２０５０Ｈｚ，此范围内的振动衰减速度大于低频频段的振动衰减速度，内线和外线列车引起的振动在距轨道中心线２７ｍ和５２ｍ处均出现了反弹现象。３５０￣（）高频频段为１２５Ｈｚ，距，这部分的振动能量在整个频率范围内最大轨道中心线３２ｒｎ以内的测点振动峰值加速度随距离的增加发生快速衰减，很少出现振动反弹现象。对于内外线列车引起的地面振动，都是高频衰减速度最快，低频部分对应的峰值加速度无太大变化，这是由质点间相互摩擦消耗能量的大小决定的，在相同的传播距离内，振动频率越高，质点振动的次数就越多，摩擦消耗的能量就越大。但对于列车通过时引起的振动，低频振动的影响范围更广泛。研究不同频段频谱随距离衰减规律，，根据不同的频率采取相应的隔振措施可以在治理高速铁路带来的振动时。小结本章介绍了成灌快速铁路的基本情况及现场试验方法和内容等，在实测的基础上，分析快速列车在成灌铁路Ｋ２４＋２８０路堤段通过时引起的地面振动时程曲线、频谱曲线，可以得到下列结论：１，．从时程曲线可以看出，随着测点距轨道中心线距离的增加列车引起的振动加速度最大值呈衰减趋势，靠近振源的测点衰减速度较快，３７ｍ后衰减不再明显５７ｍ，处振动加速度峰值出现反弹。２．通过分析距离轨道中心线２７ｍ，３２ｍ，４２ｍ，５７ｍ处四个测点振动的峰值因数，９，得到其峰值因数均小于，由此可以看出在评价成灌线路堤段的振动时，使用计权加一速度评价法作为基本评价法般是有效的，可以不用考虑附加其他的评价方法。３．从频谱曲线可以观察到随着距轨道中心线距离的增加，最优频率对应的振动加５７ｍ速度幅值呈现衰减趋势，但在处出现放大现象。在靠近振源位置的测点主要受列车高频振动的影响，随着振动传播距离的增加，高频振动对测点的影响逐渐减小。振源附近的振动频率成分以列车通过时的自振频率为主一，当距离超过定限值时，列车自振频率影响减小，其振动以地基振动为主，。对于列车引起的振动低频振动的影响范围更广泛。 ４三个频段￣．在ｌ２０Ｈｚ研究振动衰减速度时，可以将振动频谱划分为，低频频段，２０￣５０Ｈｚ５０￣２５Ｈｚ中频频段，高频频段１。低频振动能量最小，随距离的增加，低频振。，动衰减速度慢，易出现反弹现象高频振动能量在整个振动范围内最大随距离增加衰减速度最快，很少出现振动反弹现象。高频振动衰减快，而低频部分的振动峰值加速度无太大变化，这是由质点间相互摩擦消耗能量的大小决定的，在相同的传播距离内，，振动频率越高，质点振动的次数越多摩擦消耗的能量就越大。 西南交通大学硕士研究生学位论文第４２页第４章成灌快铁路堤区段环境振动衰减为了分析成灌线路堤区段的环境振动衰减规律，对成灌线Ｋ２４＋２８０测试点的Ｚ振级实测数据及１／３倍频程曲线进行分析，归纳振动的衰减规律，得出其衰减经验公式，可用于预测相似轨道环境的振动振级。４．１成灌线Ｋ２４＋２８０路堤段Ｚ振级测试结果及分析Ｚ振级是反映振动对周围环境影响大小的评价指标，通过现场试验可以得到成灌线列车通过时，在Ｋ２４＋２８０处路堤段引起的地面振动Ｚ振级，分为内线和外线两组数据。４－１结果见表。表４－１成灌线Ｋ２４＋２８０路堤段不同距离处地面振动Ｚ振级不同距离处地面振动Ｚ振级（ｄＢ）＿＿、列车运行方向２２ｍ２７ｍ３２ｍ３７ｍ４２ｍ５２ｍ５７ｍ￣－（７５成都都江堰内线）．５０７３．２５６８．６７６６．０６６２．０３５５．６５５６．４５都江堰－成都（外线）６９６．６０６６．４１６１．８５５９．０３５５．０７５２．１８５２．５０８厂７５内线「一■＿外线７５■＾０３０６２？５００２００４０５０６０３距？叫距禹ｍ（ｌ图４－１成灌线Ｋ２４＋２８０内外线列车引起的地面振级１振级衰减曲线－由图４１可知，列车通过时，内线地面Ｚ振级随距线路中心距离的增加整体上呈？现出衰减趋势，但在５２５７ｍ处出现振动反弹增大现象，这可能与监测场地的地质条件有关，基岩深度，、振动波速、土层性质等影响振动的传播都会使振动出现反弹现象。２２？５７ｍ在距轨道中心线范围内，内线列车通过时引起的地面振动Ｚ振级的范围在？７５？５５６５．５０ｄＢ，经计算，在２２５２ｍ范围内，Ｚ０．７ｄＢ／ｍ。外线地面Ｚ．振级衰减速度为一？致，５２５７ｍ处出现振动反弹增大现象振级随距轨道中心距离的变化趋势与内线在。 西南交通大学硕士研究生学位论文第４３页２２￣Ｚ５２？列车通过时引起的距路堤５７ｍ范围内的地面振动振级的范围在．１８６９．６０ｄＢ，￣？从外线列车振级曲线上可以看出，Ｚ振级在２２４２ｍ和４２５２ｍ范围内衰减速度不同，￣￣，在２２４２ｍ范围内，Ｚ振级衰减速度为０．７ｄＢ／ｍ４２５２ｍ，Ｚ振通过计算，在范围内级衰减速度为０．３ｄＢ／ｍ。４．２成灌线Ｋ２４＋２８０路堤段振动１／３倍频程分析１／３倍频程曲线可以更加清晰地看到不同距离位置，各频带振动的变化情况。即将振动频谱分为若干个相连的频率段，称每个小的频率段为频程或频带，频带的高截止５９［］，频率和低截止频率分别记作／：；和ｆｉ对ｎ倍频程的定义为＂＾＝２－（４１）ｈ＝＝在上述公式中，当《１时为倍频程，而１／３倍频程即《１／３。各频程通常用其中心频率／ｏ来表示，／ｃ是力、／／的几何平均值，其关系为：－（４２）在分析振动的１／３倍频程曲线时，选择成灌线Ｋ２４＋２８０路堤段距轨道中心线２２ｍ，３２ｍ，４２ｍ和５２ｍ的４个测点进行描述，内外线列车引起的振动１／３倍频程曲线见图－－４２和图４３。８０＂Ｉ一加二１０Ｑ■—１１．．．．．２５１．６２２５３．１５４５６３８１０１２５１６２０２５３１５４０５０６３８０１００１２５中心频率／Ｈｚ４－２２４＋２８０处内线列车引起振动的３图成灌线Ｋ１／倍频程曲线 西南交通大学硕士研究生学位论文第４４页８０「７０－一＂－＋异．２２ｍ一一＂＾＂＂？￣－—＾３２ｍ２０？？—？—－Ａ－４２ｍ？十５２ｍ－１０‘？？＞Ｉ１１０ＩＩ１ＩＩ１Ｉ１Ｉ１ＩＩＩ１１１１１１１１１１．．．．２５１．６２２５３．１５４５６３８１０１２５１６２０２５３１５４０５０６３８０１００１２５中心频率／Ｈｚ－２４＋２０处外线列车引起振动的３图４３成灌线Ｋ８１／倍频程曲线－２和图４－３通过图４可以看出，内外线列车运行时引起的振动能量均集中在２０？Ｈ，从３，８０ｚ范围内１／倍频程曲线中观察到振动衰减过程中的主频范围不随距离变化一，致随着距离增加列车通过时引起振动的主频范围都基本。随测点距离轨道中心线？，。１６．３Ｈｚ距离的增加，振动整体上呈现出衰减趋势，在不同频段振动衰减速度不同６３？２０Ｈｚ频段内振动随距离的衰减速度大于，２０Ｈｚ以后的振动．频段内的衰减速度衰一减速度又开始变大。这与频谱曲线分析时得到的振动衰减速度规律致，即高频振动衰减快，低频振动衰减慢。４－３２从图中还可以看出外线列车经过时，引起的振动在传播过程中出现了次反一一弹，次是在２０Ｈｚ处，５２ｍ处的测点振动出现反弹，另次是在１２５Ｈｚ处，３２ｎｉ处的测点振动出现反弹。４．３成灌快铁路堤段环境振动衰减分析在评价环境振动强度时，通常使用的是Ｚ振级作为评价指标。在归纳环境振动衰１减公式时，将测试点内线的ＰＺｚ值运用软件ＯｒｉｇｉｎＰｒｏＳ．Ｏ进行回归。通过４．中对成灌线环境振动Ｚ振级的分析，得知各测点的环境振动是随距轨道中心线距离的增加呈衰－（４３）减趋势，且衰减曲线与指数函数相似，可的，故在拟合衰减公式时选择如公式单调递减函数形式。－Ｘ＾－ｙ—ａｅ＋ｃ（４３） 西南交通大学硕士研究生学位论文第４５页■；（ｄＢ）（ｍ），ｂ，ｃ式中３表示环境振动２振级ｒＺ；Ｘ表示距轨道中心线距离ａｚ；为相关系数。表４－２成灌线Ｋ２４＋２８０不同距离测点地面振动Ｚ振级￣不同距离处地面振动Ｚ振级（ｄＢ）列车运行方向２２ｍ２７ｍ３２ｍ３７ｍ４２ｍ５２ｍ５７ｍ“－（）７５５０Ｓ６＾６＾６２＾５？６５５６４５成都都江堰内线！ｔＨ．４－Ｏｒｉ－将表２的数据用ｉｎＰｒｏＳ．Ｏ绘图软件进行处理，得到的回归曲线如下图４４；ｇ公式－３）４－３。（４中的相关系数值及回归率等见表表４－３回归公式相关参数“￣相关系数ａｂｃＦｉ系数值６５．９９５ｍ３２＾０．９７２２５０．９８６０３４２－－标准偏差１．１８７４４３７．９９０４２．７３９５８根据上表所示，回归方程如下：＝６５ｉ＾３２７８－４）ｙ．９９ｅ＋．（４８０ｉ—ｘ拟告曲线．７０－＼＂０＾、＞謹ｅｏ－■■１ｉｉ１ｉ１５０“２０３０４０５０６０距轨道中心线距离（ｍ）图４－４ＫＬ随距离的拟合曲线ｚ 一回归率ｉ？是用来判断公式中；Ｃ与ｙ的相关性的，般来说，Ｊｔ大于０．７，即表明该衰减公式很好地归纳了振级与距离的相关性，回归率越大则相关性越强。本章中拟合及＝的衰减公式中回归率０．９８６０３，说明该公式中振级与距离相关性极强。小结本章主要是分析成灌线列车引起的环境振动的衰减，从实测数据中可以看出Ｚ振。３级随距离的增加呈衰减趋势，在远离振动源的测点出现振动反弹分析振动的１／倍频一程曲线，得到和频谱曲线致的结论，即高频振动衰减快，低频衰减慢，振动随距离衰减过程中，主频范围不随距离变化。根据实测的Ｚ振级数据，拟合出成灌线路堤段环境振动振级随距离衰减的公式，可以用于相似轨道路堤段的环境振动预测。 西南交通大学硕士研究生学位论文第４７页结论与展望结论本文在深入学习国内外轨道交通系统环境振动已有研宄资料的基础上，通过对成４＋２８０一灌快铁Ｋ２路堤段振动情况进行现场实测，进步探究成灌快铁路堤区段的振动特性。分析路堤区段地面振动的变化规律得到结论如下：（１）随着测点距轨道中心线距离的增加，列车引起的振动加速度最大值呈衰减趋势，靠近振源的测点衰减速度较快，３７ｉｎ后衰减不再明显，５７ｒｎ处振动加速度峰值出现反弹。计算并分析列车引起的振动在距离轨道中心线２７ｍ，３２ｍ，４２ｍ和５７ｍ处四个测试点的峰值因数＂，得到其振动的峰值因数均小于９，即说明使用加权加速度均方”一般是有效的根值评价法作为基本评价法来评价成灌线路堤段列车引起的振动，可以不用考虑附加其他评价方法。（２）在靠近振源位置的测点主要受列车高频振动的影响，随着振动传播距离的增。加，高频振动对测点的影响逐渐减小振源附近的振动频率成分以列车通过时的振动一频率为主，当距离超过定限值时，，列车自振频率影响减小其振动以地基振动为主。对于列车引起的振动，低频振动的影响范围更广泛。？（３）在研宄振动衰减速度时，可以将振动频谱划分为三个频段，低频频段１２０Ｈｚ，２０￣￣５０Ｈｚ，中频频段，高频频段５０１２５Ｈｚ。低频振动能量最小，随距离旳增加低频振动衰减速度慢，易出现反弹现象。高频振动能量在整个振动范围内最大，随距离增加衰减速度最快，很少出现振动反弹现象。高频振动衰减快，而低频部分的振动峰值加速度无太大变化，这是由质点间相互摩擦消耗能量的大小决定的，在相同的传播距离内，，振动频率越高质点振动的次数越多，摩擦消耗的能量就越大。（４）根据实测的Ｚ振级数据，拟合出成灌快铁路堤段环境振动振级随距离衰减的公式：，衰减公式呈指数形式＝６５．９９ｅ５２．６ｉ＋３２７８ｙ．可以用于相似轨道路堤段的环境振动预测。展望一些不够完善的地方本次的研宄还是存在，在以后对铁路路堤振动进行研宄时需一要进步探究： 西南交通大学硕士研究生学位论文第４８页１Ｋ２４＋２８，．在现场实测中，仅测试了成灌线０路堤段的振动相关数据在以后的研究中应当尽可能多的选择符合测试条件的路堤环境进行测试，使数据更全面丰富。２．本次测试受到车次和场地限制，列车速度无太大变化，无法考察振动的衰减与，，可以实测不同速度的振动数据列车运行速度的关系在今后的研宄中，研究列车速度对路堤振动的影响。 致谢不知不觉已经在西南交通大学度过了三年时光，这三年实在太短暂又太幸福，感谢太多人给我帮助和力量，让我能在象牙塔里快乐地学习和生活。，首先我要感谢的是我的导师贺玉龙教授，在学业上，贺老师教授我专业知识帮助我开拓思路，顺利完成论文，在生活上，贺老师给予我关心，在我遇到困惑的时候帮助我找到方向。贺老师身上还有很多优秀的品格值得我学习，，在这个浮躁的社会贺老师能专注于学术，不断学习，这样的人生态度深深地影响了我，诚挚地感谢贺老师！感谢杨立中教授，熊春梅副教授、苏凯老师在学业上对我的指导和帮助。、、感谢张光明师兄邓红梅师姐在撰写论文期间对我的指点和帮助，感谢陈涨向铮、林翠红、翁多斯师弟、陈奇师弟在论文数据测试工作中的帮助。感谢中铁二院集团有限公司环境工程研宄院环评所为我提供参考资料和建议。感谢父母亲和可爱的家人们对我的支持和鼓励。感谢抽出时间为我的论文审查。、评阅及参加答辩的所有专家教授们谢谢！ 西南交通大学硕士研究生学位论文第５０页参考文献－１胡婷．列车移动荷载引起的路堤地基振动与减振［Ｄ］．浙江大学硕士学位论文．２００７：８［］２伶立本．高速铁路概论（第四版）Ｍ．北京：中国铁道出版社，２０１２［］［］３ｈｔｔｐ：／／ｓ．ｃｈｉｎａ．ｃｏｍ．ｃｎ／ｎｅｗｓ／ａｏｗｅｎｋｕａｉｘｕｎ／ｌｌ８４８．ｈｔｍｌ［］ｊｙ２００７－４１张贵良董桂秋．试论铁路高速与安全的关系［Ｊ］．科技信息（科学教研），７：７８［］，，５卿三惠李雪梅卿光辉．１１：．中国高速铁路的发展与技术创新Ｊ．高速铁路技术２０４７［］，，［］，’［６］雷晓燕，圣小珍．现代轨道理论研究［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２００６［７］夏未，张楠．车辆与结构动力相互作用［Ｍ］．北京：科学出版社，２００５８雷晓燕．轨道力学与工程新方法［Ｍ］？北京：中国铁道出版社，２００２［］［９高军高全臣．３５０ｋｍ／ｈ高速铁路客运专线振动控制综述Ｊ．铁道技术监］，［］２００９－１１督．：３３３，１０Ｄ．张逸力．铁路超限超重货物运输通道研究［．中南大学硕士学位论文２００９［］］－１１杨克敏．水害对铁路路基的危害及预防措施ｍ．２０１：．内蒙古煤炭经济０８４６４７［］，１２黎小平，杨建斌．铁路客运专线路基施工时应注意的事项Ｊ．中国科技投［］［］资．２０１３２５：２４３，１３聂志红，李亮等．秦沈客运专线路基振动测试分析［Ｊ．岩土力学与工程学［］］２００５２４６－１０６７１０７１报？：，（）［１４］ＫｅｒｒＡＤ．轨道力学与轨道工程Ｍ．上海铁道学院轨道教研室译．北京：中国铁道出［］－ＡＤ版社．１９８８．１９９２１５．ｅｒｒ．ＴｒａｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＴｒａｃｋＥｎｉｎｅｅｒｉｎＭ．，（Ｋｇｇ［］ＴｒａｎｓｌａｔｅｄｂｙＴｒａｃｋＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＲａｉｌｗａｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ａ－ＣｈｉｎＲａｉｌｗａｙＰｕｂｌｉｓｈｉｎＨｏｕｓｅ，１９８８．１９９２１５．ｉｎＣｈｉｎｅｓｅｇ（）１５何俊．成灌快铁环境振动特性分析及评价的研究Ｄ．西南交通大学硕士学位论［］［］文．２０１３Ｖ－１６ＫｒｌｏｖＶ．Ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌｉｍａｃｔｏｆｈｉｈｓｅｅｄｔｒａｉｎｓ．Ｉ．ＥｆｆｅｃｔｏｆｔｒａｃｋｄｎａｍｉｃｓＪ．［］ｙｐｇｐｙ［］１９９６－１７ＨａｏＨＡｎＴ．ＡｎａｌｔｉｃａＭｏｄｉｉｆｌｅｌｉｎｏｆＴｒａｆｆｉｃＩｎｄｕｃｅｄＧｒｏｕｎｄＶｂｒａｔｏｎｓＪＪｏｕｒｎａｌｏ［］，ｇｙｇ［］Ｅｎｅｒｅｃｈａｎｓ２４８２－ｉｎｅｉｎＭｉｃ．１９９８１：９１９２８ｇｇ，（）１８Ｇ．ＬｅｆｅｕｖｅＭｅｓｏｕｅｚＤ．ＬｅＨｏｕｅｄｅｃ．ＧｒｏｕｎｄＶｉｂｒａｔｉｏｎＤｕｅＴｏａＨｉｈＳｅｅｄＭｏｖｉｎ［］ｇ，ｇｐｇＨａｒｍｏｎｉｃＬｏａｄ［Ｊ］．Ｅｕｒｏｄｙｎ．１９９７，７ 西南交通大学硕士研究生学位论文第５１页１９ａｎｉａＡＭＭａｄｓｈｕｓＣＺａｃｋｒｉｓｓｏｎＰ．Ｇｒｏｕｎｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｆｒｏｍｈｉｈｓｅｅｄｔｒａｉｎｓ：Ｋｙ，［］，ｇｐｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｎｄｃｏｕｎｔｅｎｎｅａｓｕｒｅＪ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌａｎｄＧｅｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ［］Ｅｎ－ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．２０００１２６６：５３１５３７，（）［２０］ＰｉｃｏｕｘＢ，ＲｏｔｉｎａｔＲ，ＲｅｇｏｉｎＪＰ，ｅｔａｌ．ＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎＡｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆＶｉｂｒａｔｉｏｎｓＦｒｏｍａＲａｗａＴｒａｃｋＬｉｎＯｎａＰｅａｔｒｏｕｎＪｒｎａｏｆＳｏｕｎｄａｎｄｒａｔｏｎｉｌｙｙｇｙＧｄＪｏｕｌＶｉｂｉ．［］２００３３－２６７：５７５５８９，（）［２１］ＬｏｍｂａｅｒｔＧ，ＤｅｇｒａｎｄｅＧ，ＫｏｇｕｔＪ，ｅｔａｌＴｈｅＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＶａｌｉｄａｔｉｏｎｏｆａＮｕｍｅｒｉｃａｌＴｈｅＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆＲＩｎｄｕｃｅｄＶｉｂｒａｔｉＪＭｏｄｅｌＦｏｒａｉｌｗａｙｏｎｓＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｎｄａｎｄ［］Ｖ００６１２－ｉｂｒａｔｉｏｎ．２２９７；５５３５，２２Ｄ－ｅｎｒａｎｄｅＧ－Ｈｉｈｓｅｅｄｔｒａｉｎｉｎｃｌｕｄｅｄｆｉｅｌｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｓ；ｉｎｓｉｔｕｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓａｎｄ［］ｇｐｎｕｍｅｒＷａｖｅ２－ｉｃａｌｒａｏｄｅｌｉｎＡ．Ｐｒｏｃ．４２ｇ０００［Ｃ２０００，２９［］］－ｂｏｍｅ２３ＫｕｒｚｗｖｅｉｌＬ．ＧｒｏｕｎｄｎｏｉｓｅａｒｉｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｆｒｏｍｕｎｄｅｒｒｏｕｎｄｓｓｔｅｍＪ．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ［］ｇｙ［］－ＳｏｕｎｄａｎｄＶｉｂｒａｔｉｏｎ．ｌ９７９６６３：４５０４５２，（）２４ＦｕｉｋａｋｅＴＡ．Ａｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｒｏａａｔｉｏｎｏｆｒｏｕｎｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｆｒｏｍ［］ｊｐｐｐｇｇ－ｒａｉｌｗａｔｒａｉｎｓＪ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｎｄａｎｄＶｉｂｒａｔｉｏｎ１９８６１１１２：２８９２９７ｙ．，［］（）２５］辜小安，赵尊宇，刘宪章等．提速铁路噪声振动源特性的研究［Ｊ．噪声与振动控［］２００５１－１１２１１２５制．：（）２６－ＪＹ－－ＹＹｉｔｎＣｈｅｎｉＪｎＳｈＫｕｏｎＣｈＳｃａｒａｃｔｅｓｔｉｒｉｉｕｅｎａｎｄｅｅｎ．ｏｍｅｈｒｉｃｓｏｆｏｕｎｄ［］，ｇ－ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｓｉｎｄｕｃｅｄｂｈｉｈｓｅｅｄｔｒａｉｎｓＣ］．ＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＥａｒｔｈｕａｋｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎａｎｙｇｐ［ｑｇｇＳｏｉｌＤｙｎａｍｉｃｓＩＶ２００８２７肖宏蒋关鲁魏永幸．遂渝线无昨轨道桩网结构路基现场测试动车试验测试分析Ｊ．［］，，［］－．２０１０３２１：７９８４铁道学报，（）２８Ｊ韦红亮雷晓燕．．环［］，吕绍棣列车地面振动的现场测试及数值分析［境污染与防，］－治．２００８３０９：１７２２，（）２９崔高航．Ｊ．［］，陶夏新等城轨交通沿线地面环境振动衰减实测分析［］沈阳建筑大学学报（）２００８２４－自然科学版．１：３９４３，（）３０夏未等．交通环境振动工程Ｍ．北京：科学出版社，２０１０［］［］３１李晓霖．地铁诱发振动对地面以及地上结构的影响规律研究Ｄ．北京工业大学硕士［］［］２００３３－４学位论文．：３２Ｍ２００８［］张曙光．京津城际高速铁路系统调试技术［］．北京：中国铁道出版社，－Ｊ．３３．铁路振动影响及其减振措施的分析．科协论坛２００９５：１０８１０９］李挣，［［］３４Ｊ２００９－１０：３８４３马筠．无．．［］，翟婉明昨轨道噪声振动特性及其治理措施研究［］中国铁路， 西南交通大学硕士研究生学位论文第５２页王金凤．３５．郑西高速铁路环境振动衰减特性分析Ｄ］西南交通大学硕士学位论［］［文．２０１１［３６］段亚军．轨道交通地面线对周围环境振动的影响［Ｄ］．北京交通大学硕士学位论文．２００８３７Ｄ．．２０８程潜．高架轨道交通对周围环境的振动影响［北京交通大学硕士学位论文０［］］３８中华人民共和国国家标准－．《城市区域环境振动测量方法》ＧＢ１００７１１９９８）Ｓ．［］（［］－Ｖ－３９ＩＳ０２３６１１：９９７Ｅ．ＭｅｃｈａｎｉｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄＳｈｏｃｋＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＨｕｍａｎＥｘｏｓｕｒｅ［１（）ｐ］－ｔｏＷｈｏｅＶｉｂｒａｔｉｏｎＰａｒｔ１：ＧｅｎｅｒａｌＲｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓＳ．ｌｂｏｄｙ［］ｑ２０２７－４０：３５４翔宇姚晓平．环境振动评价标准研究［Ｊ］．山西建筑．１０３５５［］蔡，，［４１］苏晓梅．地铁运行引起的场地振动研究［Ｄ］．南京工业大学硕士学位论文．２００７４２ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｔａｎｄａｒｄＯｒａｎｉｚａｔｉｏｎＩＳＯ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｈｕｍａｎｅｘｏｓｕｒｅｔｏ［］ｇ（）ｐ－－ｖｎｗｈｏｌｅｂｏｄｙｖｉｂｒａｔｉｏｎＰａｒｔ２：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓａｎｄｓｈｏｃｋｉｎｄｕｃｅｄｉｂｒａｔｉｏｎｓｉｂｕｉｌｄｉｎｇｓ，－？８０ＨｚＳｔｔ２１．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｖｉｂｒａｉｏｎａｎｄｓｈｏｃｋ．Ｓａｎｄａｒｄ２６３１．２００３（）［］［４３雷晓燕圣小珍．铁路交通噪声与振动Ｍ．北京：科学出版社，２００４。］，［］［４４］刘加华．城市轨道交通高架桥轨道结构减振降噪研宄［Ｄ］．同济大学博士学位论文．２００６［４５］卢建．列车引起的振动在周围环境中的传播及影响规律研宄［Ｄ］．北京交通大学硕士学位论文．２００５４－６中华人民共和国国家标准．《城市区域环境振动标准》ＧＢ１００７０１９８８Ｓ．（）［］［］７Ｈ－４ｉｈＳｅｅｄＧｒｏｕｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＮｏｉｓｅａｎｄＶｉｂｒａｔｉｏｎＩｍａｃｔＡｓｓｅｓｓｎｉｅｎｔＲＵ．Ｓ．［］ｇｐｐ［］ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＦｅｄｅｒａｌＲａｉｌｒｏａｄＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ．２００５，１０４８乔玲．关于人体承受全身振动评价的方法ｍ．铁道劳动安全卫生与环保．１９９９２６２：［］，（）－１３０１３３４９葛勇等．无碴轨列车运行引起的环境振动影响评价Ｊ．环境工程学报．２０１０４１：］，［］［（）２３５－２４０－５０何海健．．２００３２４３：４６４９．地铁列车运营引起的环境问题［Ｊ交通环保［］］，（）５１王传明．交通振动影响人体健康Ｊ．汽车运用．２００５，７：３７［］［］５２王晓阳Ｊ－姜涛．振动的危害及防治对策．内蒙古环境科学．２００９．６：４８５０［］，［］［５３］ＢａｔａＭ．ＥｆｆｅｃｔｏｎＢｕｉｌｄｉｎｇｓｏｆＶｉｂｒａｔｉｏｎｓＣａｕｓｅｄｂｙＴｒａｆｉｃ［Ｊ］．ＢｕｉｌｄｉｎｇＳｃｌ９８５９９ｌｌ－２ｉｅｎｃｅ．：，（）５ｔｔｓｔｔ４ＷＡＴＴＳＧＲ．ＣａｓｅＳｔｕｄｉｅｓｏｆｈｅＥｆｆｅｃｏｆＴｒａｆｆｉｃＩｎｄｕｃｅｄＶｉｂｒａｉｏｎｓｏｎＨｅｒｉａｇｅ［］ 西南交通大学硕士研究生学位论文第５３页ＢｕｉｌｄｉｎｓＲ．Ｂｅｒｋｓｈｉｒｅ：ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｎｄＲｏａｄＲｅｓｅａｒｃｈＬａｂｏｒａｔｏｒｙ．１９８７ｇ［］－５５于梅．Ｊ．振动与冲击．２０１０２９８：２１４２１７［］精密仪器环境振动测量和评价方法的研宄［］，（）５６马龙，辜小安．Ｊ．噪声［］高速铁路列车运行振动对邻近精密仪器设备的影响分析综述［］００７１１－与振动控制：８７９０．２，５７行业标准－铁道ＣＮ－ＴＢ－．《铁路环境振动测量》ＴＢ／Ｔ３１５２２００７Ｓ．［］（）（）［］５８崔高航．城轨交通地面线路产生振动频域分析Ｊ陶夏新．沈阳建筑大学学报（自然［］，［］２００８２４２－：２３９２４３科学版）？，（）Ｍ－５９毛东兴洪宗辉．２０１０：．环境噪声控制工程（第二版）北京：高等教育出版社，１６１８［］，［］ 西南交通大学硕士研究生学位论文第５４页攻读硕士期间发表的论文及科研成果攻读硕士期间参与的科研项目：１、参与了国家自然科学基金《高速铁路列车特殊振动的不良地质环境效应及其成灾机２３２２（—理的研究》（４１２７）２０１３．１２０１６．１２）２、参与了教育部新世纪优秀人才支持计划《高速铁路特殊环境振动传播衰减特性的研》（ＮＣＥＴ－－—２０１４究１１０７１０）（２０１２．１．１２）