（1）振動(dòng)產(chǎn)生的三要素
振動(dòng)的產(chǎn)生實(shí)際上即為振動(dòng)波的傳播過(guò)程，如圖1所示，產(chǎn)生振動(dòng)的三要素包括：振源（列車-軌道）、傳播介質(zhì)（路基系統(tǒng)和周圍場(chǎng)地）、受振體（建筑物）。列車高速運(yùn)行過(guò)程中與軌道之間不斷地碰撞接觸產(chǎn)生振動(dòng)，即為輪軌接觸作用，使軌道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)波，形成振源，向下（路基結(jié)構(gòu)）傳播。隨后振動(dòng)在經(jīng)過(guò)傳播介質(zhì)（即路基和地基土體）向四周傳播，由于土體的分層作用，振動(dòng)波在傳播過(guò)程不斷發(fā)生反射、折射和衍射等作用，最終到達(dá)建筑物。振動(dòng)波通過(guò)基礎(chǔ)-柱-梁-板向上傳播，從而損壞建筑物或影響建筑中居民的工作生活�？梢�(jiàn)，要減小列車高速運(yùn)行對(duì)周圍環(huán)境的影響，了解振動(dòng)波在路基結(jié)構(gòu)以及地基土體中的傳播規(guī)律至關(guān)重要。
（2）高速鐵路運(yùn)行引起的振動(dòng)波在路基中的傳播規(guī)律
為了解振動(dòng)波在路基結(jié)構(gòu)中的傳播規(guī)律，我們可以做個(gè)模型試驗(yàn)，如圖2所示，在模型槽中做個(gè)軌道-路基結(jié)構(gòu)縮尺模型，利用作動(dòng)器模擬列車荷載，通過(guò)測(cè)試軌道和路基結(jié)構(gòu)不同位置處的動(dòng)力響應(yīng)，獲得振動(dòng)波在軌道-路基結(jié)構(gòu)中的振動(dòng)傳播規(guī)律。為了更真實(shí)的重現(xiàn)高鐵軌道-路基結(jié)構(gòu)，需要對(duì)其深入了解。我國(guó)高速鐵路采用無(wú)砟軌道板，路面整潔，而不像普速鐵路鋪設(shè)大大小小的碎石（即道砟），這是為什么呢？因?yàn)楦哞F采用無(wú)縫鋼軌，消除了以往鋼軌間接頭的沖擊力，減小了振動(dòng)，使列車運(yùn)營(yíng)時(shí)速高達(dá)350km/h，如此高速將產(chǎn)生很強(qiáng)的振動(dòng)氣流，引起的風(fēng)會(huì)卷起碎石，從而威脅列車安全。無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)形式，就像三層結(jié)構(gòu)的奧利奧，無(wú)砟軌道板和支承層是它兩邊的韌性餅干，CA砂漿層填充層是夾在中間的乳脂奶油（如圖2所示）。這種夾心式整體結(jié)構(gòu)形式使得軌道結(jié)構(gòu)具有較高的強(qiáng)度、承載能力和穩(wěn)定性，從而更好的吸收和分散上部列車傳遞的高頻振動(dòng)能量。而高鐵路基結(jié)構(gòu)為層狀結(jié)構(gòu)，一般分為基床表層和基床底層（如圖2所示）�；脖韺幼鳛檐壍澜Y(jié)構(gòu)的直接承載層，直接承受上部劇烈振動(dòng)作用，需要較高的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和減振能力，故采用級(jí)配碎石強(qiáng)化結(jié)構(gòu)。基床底層承受基床表層擴(kuò)散列車動(dòng)荷載的承載結(jié)構(gòu)，同時(shí)傳遞上部傳來(lái)的振動(dòng)能量，選用符合標(biāo)準(zhǔn)的填料或經(jīng)改良過(guò)的土。路基結(jié)構(gòu)的以上形式具有衰減上部能量的特點(diǎn)，但是振動(dòng)波能量在軌道和路基中的衰減規(guī)律如何呢？通過(guò)一系列振動(dòng)試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)一些有意義的結(jié)論，其中，（加）速度傳感器的布置如圖3所示。
通過(guò)進(jìn)行動(dòng)力模型試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如圖4所示，路基豎向加速度幅值隨路基深度的增加而呈遞減的趨勢(shì)，基床底層以上的衰減速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于路堤層。頻率從1Hz增大到20Hz時(shí)，各點(diǎn)豎向加速度峰值也在逐漸增大，系統(tǒng)自振頻率為21Hz，在21-25Hz頻率范圍是下降段，故25Hz各點(diǎn)豎向加速度數(shù)值小于20Hz情況，之后緩慢上升。由此可見(jiàn)，高頻振動(dòng)波在路基中衰減迅速，遠(yuǎn)大于低頻振動(dòng)波在路基中的衰減速度。
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