列车动载激励下抗滑桩动力响应及损伤识别评价
杨昊天1,2，徐晨凯3，李永强1，2，孙高升4，彭嘉胤4
（1. 中铁西北科学研究院有限公司，兰州 730000；2. 中铁科学研究院集团有限公司，成都 610031；3. 兰州交通大学土木工程学院，兰州 730070；4. 西华大学建筑与土木工程学院，成都 610039）
摘要：针对高速铁路路基抗滑桩在长期列车动荷载与环境耦合作用下损伤难以实时精准识别的工程难题，通过室内缩尺模型试验，模拟以列车振动荷载作为信号激励方式，分析了抗滑桩在不同损伤状态下的动力响应特性，结合小波包信号分析方法及引入的能量比标准差（ISD）与能量比变异系数（IVC）损伤判别指标，开展抗滑桩损伤位置及损伤程度的识别评价研究。结果表明：抗滑桩在16Hz激振频率附近加速度响应峰值最大，其加速度响应幅值沿桩身纵向衰减，且与列车轴重与时速密切相关，响应频谱分布特征具有同一性。无损状态下振动能量集中于低频子带，损伤状态则引发能量向高频子带迁移，不同损伤位置对应的能量特征呈现显著区域差异。ISD与IVC指标均可准确识别损伤位置，且结构损伤程度与ISD和IVC呈正相关，ISD和IVC随损伤程度增大而增大，其中IVC对早期微损伤具有更高敏感性，ISD更适用于量化中等及以上损伤程度，即可采用ISD和IVC进行结构损伤位置及程度的识别评价。所构建指标有效反映抗滑桩损伤演化规律，为高速铁路路基支挡结构健康监测与安全评估提供理论依据与技术支撑。
关键词：铁路路基；损伤识别；小波包分析；抗滑桩；动力响应；能量特征
中图分类号: U21 文献标识码: A DOI: 10.13238/j.issn.1004-2954.202601140003