地铁周期性轨道-隧道弯曲振动波传播特性研究

为探究地铁振源系统中弯曲振动波传播特性,将轨道-隧道模拟为Timoshenko梁-Timoshenko梁-Flügge复合双层圆柱薄壳耦合系统,并基于能量法和周期结构理论对其弯曲波带隙特性和振动响应特性开展分析。研究结果表明:在0~300 Hz范围内,耦合系统仅存在一条弯曲波带隙——0~46.4 Hz,为局域共振带隙,且主要受隧道质量和土体刚度影响;钢轨、道床板和隧道的振动导纳函数峰值依次为212、188和46 Hz,分别对应于钢轨-扣件子系统、道床板-等效支撑子系统及隧道-土体子系统的第一阶共振频率;钢轨、道床板和隧道的振动衰减区依次为0~142 Hz、0~73Hz和0~46 Hz。相关研究结论可为今后地铁结构的精细化减振设计及减振装备开发提供新的思路和理论指导。