论文摘要
轨道系统由铁轨、枕木和碎石垫层组成，列车在轨道上运行时车轮与轨道系统会产生相互作用。由于列车的作用使轨道产生弯曲变形，该变形沿荷载移动方向移动，在沿线附近土层内产生了弹性波并向外传播。为了研究轨道交通引起的环境振动源特征的反演方法，本文先分析和计算了Timoshenko梁上移动荷载作用下弹性半空间表面的竖向位移场，据此虚拟反演了给定的振源参数。将列车荷载等效成移动集中荷载，引入Timoshenko梁和弹性半空间相互作用等效刚度的概念，给出梁的稳态位移和梁—半空间表面接触反力的解答。结果表明，地基表面接触反力是一种移动的、形式不变的分布荷载，其移动速度等于梁上荷载移动速度。进一步计算Timoshenko梁上移动集中荷载作用下弹性半空间表面竖向位移时，将地基表面接触反力离散成多个作用在弹性半空间上的集中荷载，最后将作用在半空间上的集中荷载产生的位移进行叠加。得到的弹性半空间表面位移的解答与已有的结果进行了对比，论证了计算结果的准确性。为了反演振源参数，首先叙述了本文采用的微遗传算法的要点和算法中关键步骤的处理方法。给定荷载强度和移动速度，将得到的半空间表面一点竖向位移作为目标曲线虚拟反演这两个振源参数。反演过程中，假设对待反演参数一无所知，由计算机循环搜索最优解。得到的振源参数解跟输入参数值相比较，误差满足设定要求，说明反演是可行的。