[实用新型]铁路路基主动减隔振模型试验装置

说明书

本实用新型公开了一种铁路路基主动减隔振模型试验装置，由均质地基、参照工况试验装置和多个对比工况试验装置组成，参照工况试验装置包括路堤、刚性板、柔性垫层和激振系统，路堤按缩尺比例填筑在均质地基上；刚性板放置在路堤顶面上；柔性垫层铺设在刚性板顶面的中心区域上；激振系统放置在柔性垫层上；在刚性板上设置有基准点，在加固区以外的地基表面上设置有多个测试点，在基准点和测试点处各设置一加速度振动传感器，用于拾取加速度时程数据；对比工况试验装置除具有与参照工况试验装置相同的结构外，还包括构筑在路堤下的均质地基内的指定型式模型桩体。该装置结构简单、模型试验效果好，能对不同路基加固措施的减隔振效果进行对比分析。

技术领域

本实用新型涉及铁路路基减振领域，特别是涉及一种铁路路基主动减隔振模型试验装置。

背景技术

在铁路运营过程中，列车经过铁路路基段时产生的振动，会通过基床向沿线周边地基中传播，引起环境振动污染。长期的环境振动作用，会导致周边生活居民的身体不适、损坏建筑物结构、影响一些高精密产业的正常生产。由于环境振动带来的这一系列不利影响，国际上已将其列为七大环境公害之一。

控制铁路路基振动传播的措施主要有三大类：振源控制、传播路径控制、被保护对象控制。其中最有效的控制措施是针对振源的主动控制措施，可以通过加固路基基床与地基实现，但是盲目地对路基基床与地基进行加固，不仅会造成资源上的浪费，而且可能会导致环境振动的反弹、放大。

为验证控制措施的有效性，必须开展大量的试验研究，常用的试验手段有现场试验、模型试验和数值仿真试验。其中现场试验可信度最高，但体量较大，需要花费大量的人力和物力，一般机构难以承担；数值仿真试验虽然所需的投入相对较小，但需要对各模型构件进行大量的假定，当缺乏工程经验和现场试验结果支撑的时候，容易导致错误的结果；模型试验不失为一个比较好的折中方案，但鲜见针对铁路路基或相关结构的主动减隔振模型试验。

铁路路基是一平面带状结构，沿线路方向的长度较长，实际在铁路路基段引起的振动荷载是列车在沿线路方向的运动状态导致的振动，想要直接通过模型试验模拟运动中的带状动荷载及路基结构，必将导致极大的模型体量，无法体现模型试验的优势。采用原比例制作模型可以保证结果的可信度，但是体量较大，无法体现模型试验的优势。采用缩尺模型时，由于路堤体量较小，难以保证足够的压实度，导致基准点传感器无法有效固定。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足提供一种铁路路基主动减隔振模型试验装置，能够合理地通过模型试验对比分析不同路基加固措施的主动减隔振效果，显著降低铁路路基主动减隔振模型试验的投入成本，提高模型试验的可操作性。

为此，本实用新型的技术方案如下：

一种铁路路基主动减隔振模型试验装置，由均质地基、参照工况试验装置和多个对比工况试验装置组成，所述参照工况试验装置用于形成参照工况的振动传播衰减规律曲线，包括路堤、刚性板、柔性垫层和激振系统，其中：所述上，路堤下面的均质地基为加固区；所述刚性板放置在所述路堤的顶面上；所述柔性垫层铺设在刚性板顶面的中心区域上；所述激振系统放置在所述柔性垫层上，用于施加指定频率的单频简谐激振力；在所述刚性板上设置有一基准点；在所述加固区以外的地基表面上设置有多个测试点，在所述基准点和每个测试点处各设置一加速度振动传感器，用于拾取加速度时程数据；所述对比工况试验装置用于形成参照工况的振动传播衰减规律曲线，每个所述比工况试验装置除具有与所述参照工况试验装置相同的结构外，还包括指定型式的模型桩体，所述模型桩体构筑在所述加固区内。

所述激振系统包括支架、激振器、连接杆和四根金属弹簧，所述支架为正四棱柱体，其顶部和底部边框为正方形；所述激振器的顶部通过四根金属弹簧与支架顶部边框的四角连接，四根金属弹簧与激振器的连接点沿激振器顶面圆周方向均匀分布；所述连接杆竖直设置，其顶端与激振器底部中心固定连接，用于将激振器的动圈发出的简谐荷载传至所述刚性板，连接杆的底端与所述柔性垫层紧密接触。