空沟对运行列车引起环境振动影响的理论研究与数值分析的开题报告.docx

空沟对运行列车引起环境振动影响的理论研究与数值分析的开题报告
开题报告
题目：空沟对运行列车引起环境振动影响的理论研究与数值分析
一、选题背景
在城市化进程中，轨道交通的发展成为解决城市交通问题的一种有效方式。然而，轨道交通也带来了新的问题，其中一个显著问题就是环境振动问题。环境振动一方面影响周边居民的生活质量，另一方面有可能导致建筑物的损坏。因此，研究轨道交通引起的环境振动问题，对于城市发展尤为重要。
二、选题意义
随着城市轨道交通的快速发展，周边居民和建筑物受到的列车引起的振动越来越大，严重影响了周边居民的生活质量和建筑物的安全。因此，开展轨道交通引起的环境振动问题的研究，对于改善环境质量和保护建筑物安全具有重要的意义。
三、选题内容
空沟是一种近年来常用的缓解环境振动问题的技术措施，其主要原理是通过在轨道边缘开挖深度不等的沟槽，将地下土体的固有频率向低频段移动，从而减缓列车通过时的地震效应。本选题拟对空沟的缓解效果进行理论分析和数值模拟研究，探究空沟在不同情况下对列车振动的影响，并进一步优化空沟的设计方案。
四、研究方法
本选题将采用基于理论分析和数值模拟相结合的方法进行研究。具体来说，我们将通过建立优化的轨道系统模型和空沟模型，采用动态有限元方法和时域分析算法，模拟列车在轨道上运行时对周边地面的振动响应，并通过对比设计方案，研究空沟是如何产生缓解效果的，同时找出可能的改进方向，以达到最佳效果。
五、研究内容和进度安排
1.建立轨道系统模型及空沟模型。时间安排：2周。
2.通过数值模拟研究不同条件下列车通过空沟时地面的振动响应，探究空沟缓解效果。时间安排：4周。
3.对比分析数值模拟结果，找出空沟的设计参数，探究改进方向，验证预期效果。时间安排：3周。
4.对研究结果进行分析总结，撰写学位论文。时间安排：10周。
预计完成时间：2022年6月。
六、论文的预期目标
通过对轨道交通引起的环境振动问题进行研究，本文预期达到以下目标：
1.系统性阐述空沟对异型轨道列车环境振动影响的理论基础。
2.通过数值模拟分析，探究空沟在不同条件下对列车振动的缓解效果。
3.找出空沟的设计参数，探究空沟的改进方向，优化缓解效果。
4.为轨道交通环境振动控制方案提供科学合理且实用的参考依据。
七、参考文献
1.Hua,X.,etal.(2016).Theeffectofanundergroundtrenchonalleviatingthevibrationgeneratedbyamovingtrain.SoilDynamicsandEarthquakeEngineering,89,33-42.
2.Wu,T.H.,etal.(2019).Theeffectivenessoftrenchesinreducingground-bornevibration:Afieldinvestigationandparametricstudy.JournalofSoundandVibration,440,29-45.
3.Xu,Q.,etal.(2019).Experimentalandnumericalinvestigationonthealleviationofmetro-inducedgroundvibrationbyalongitudinaltrench.JournalofPhysics:ConferenceSeries,1296(2),022042.