摘要

列车移动轴列荷载经轨道结构传递扩散至路基,引起的动应力受车辆几何参数影响具有周期性。以单位脉冲函数描述轴载时序的周期特征,引入颗粒介质随机应力扩散理论建立单轴载沿深度扩散分布模型,运用卷积定理推导路基动应力时程及频谱表达式,分析高速铁路有砟轨道路基动应力主频过渡、幅度抑制、快速衰减特性及随列车编组、路基深度的演化规律,并通过现场实测进行验证。研究表明:随列车编组n增加,路基动应力频谱主频由车辆定距频率fb整数倍逐步过渡到车长频率fc整数倍,中国标准动车组条件下存在基频f1=(1+0.398/n1.546)·fc拟合关系;车长频率fc部分整数倍Nr所对应频率fr=Nr·fc出现幅度抑制为零现象,由车长Lc和轴距La决定,产生周期性幅度抑制条件需满足0.5Lc/La为整数;路基动应力频谱谱峰值随主频增加呈快速衰减趋势,并沿路基深度大幅降低,幅度衰减90%所对应截止频率由基床顶面的11倍fc减至基床底部的2倍。研究成果对深入分析高速铁路路基动力响应特性具有参考价值。

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