Ảnh hưởng của vận tốc tàu đến dao động nền đường sắt do tải trọng tàu cao tốc

Việt Nam đang có kế hoạch xây dựng đường sắt cao tốc Bắc-Nam với tốc độ có thể lên tới 350 km/h. Khi tàu chạy với tốc độ càng cao, dao động nền do tàu sinh ra có biên độ càng lớn và có thể ảnh hưởng đến sự an toàn vận hành của tàu. Do vậy, các vấn đề liên quan đến dao động nền do tải trọng tàu cao tốc, cụ thể hơn là vấn đề ảnh hưởng của vận tốc tàu đến dao động nền, trở thành chủ đề quan trọng cần nhận được sự quan tâm nghiên cứu. Bài báo trình bày nghiên cứu ảnh hưởng của vận tốc tàu đến dao động của một nền nhiều lớp do tải trọng tàu cao tốc. Vận tốc tàu được khảo sát nằm trong khoảng 72 km/h đến 360 km/h. Phương pháp nghiên cứu được sử dụng là mô phỏng phần tử hữu hạn theo miền thời gian. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng khi vận tốc tàu nhỏ hơn hoặc bằng 108 km/h, trường chuyển vị mặt nền có dạng “giả tĩnh”, nghĩa là chuyển vị nền sinh ra bởi đoàn tàu đang chạy có dạng giống như chuyển vị nền tĩnh sinh ra bởi đoàn tàu đang đứng yên. Khi vận tốc tàu lớn hơn 108 km/h, biên độ dao động nền tăng theo vận tốc tàu và tàu sinh ra sóng lan truyền ra môi trường xung quanh. Đặc biệt, khi vận tốc tàu bằng với vận tốc tới hạn của hệ (252 km/h), biên độ dao động nền đạt giá trị cực đại