基于改进的变速刀尖频率响应函数法的计算研究

颤振预测被认为是目前最具潜力的辨识方法,但预测方面具有一定的复杂参数限制性,因此介绍了一种有效的辨识方法—运行条件下的变速刀尖频率响应函数法(FRF)。所提出的方法是基于颤振极限(即颤振频率和相关切割深度)条件下的验证测试来实现的。依据实验结果和预测的颤振极限相比较,将其之间的差异最小化,最终用GA算法计算出速度变化的频率响应函数。此方法所得到的结果符合预期的线性趋势,证明了在预测无颤振切割参数方面是准确的。

盾构隧道与周围土体在列车振动荷载作用下的动力响应特性

为研究列车振动荷载作用下盾构隧道结构及周围土体的动力响应特性,采用模型试验方法,通过布置在盾构隧道底部的激振器施加扫频激振荷载和列车振动荷载,采用频率响应函数FRF与最大加速度分析了盾构隧道衬砌结构与周围土体不同位置处的动力响应及其衰减规律。研究结果表明:FRF是隧道衬砌结构和周围土体自身的动力响应特性的体现,与激振力的大小、扫频方向及扫频时间无关;在隧道管片衬砌结构的底部和顶部均体现出高频响应大于低频响应的特性,隧道顶部加速度响应沿隧道纵向衰减幅度明显小于隧道底部;隧道周围土体的动力响应沿深度有明显变化,但均表现出沿隧道轴向衰减的规律。隧道结构上部第1层测点土体的动力响应在全频域内随频率的增加逐渐增大。但在第2层和地表的第3层测点,土体的动力响应在30~90 Hz区段线性增长,在90~300 Hz区段出现波动变化,并无明显增大趋势;与扫频激振荷载引起的动力响应规律一致,由列车运行振动荷载引起的隧道管片衬砌结构和周围土体的振动沿隧道轴向逐渐衰减,隧道底部的加速度响应大于顶部,随着列车车速的增大,在隧道内部引起的加速度响应将显著增大。同时,在列车振动荷载作用下发现地表存在加速度放大效应,地表第3层测点的加速度响应均大于隧道结构上部第1层测点。