محاكاة البنية التحتية لتفاعل ديناميكي بين المسار والأرض غير المتجانسة تحت مرور القطار

تمت دراسة الاهتزازات في المسار والأرض التي تسببها مرور القطارات باستخدام طريقة البنية التحتية مع الأخذ في الاعتبار التفاعل الديناميكي بين نظام مسار غير متجانس يتكون من سكك حديدية مستمرة وسكك منفصلة، والأرض الخلفية ذات الطبقات المرنة. في البداية، يتم تقسيم النظام الكلي إلى بنى فرعية مصاغة بشكل منفصل، أي المسار والأرض. يتم وصف السكة الحديدية من خلال تقديم دالة غرين لشعاع أويلر الطويل اللانهائي لكل من تأثيرات الأحمال المحورية المتحركة من القطار وردود الفعل من السكك. يتم صياغة الأرض من خلال نهج مصفوفة نقل الطبقات لانتشار الموجات على طول العمق. بعد ذلك، يتم دمج هذه البنى الفرعية لتلبية توافق الإزاحة وتوازن القوة عبر القصور الذاتي للسكك وصلابة نوابض السكة. يتم حل المعادلات الديناميكية في نطاق التردد - عدد الموجات من خلال تطبيق إجراء تحويل فورييه. بناءً على افتراض سرعة ثابتة للقطار، يتم تقييم استجابة نطاق الزمن من حساب تحويل فورييه العكسي. تؤدي الخصائص التشتتية للأرض ذات الطبقات والأحمال المحورية المتحركة إلى ميزات استجابة مختلفة بشكل كبير، اعتمادًا على سرعة القطار. يتم تصنيف الاستجابة على أنها شبه ثابتة عند سرعة منخفضة، بينما تكون ديناميكية عند وضع سرعة عالية. تم تقديم دراسة حالة توضيحية لخصائص مسار قطار X-2000 السويدي وملف الأرض.