지하철 운행 중 강레일에서 발생하는 진동은 응력파의 형태로 강레일-레일 하부 패드-레일 침목-궤배-터널-토체 경로를 따라 전달된다. 전파 경로에서 응력파의 기본 특성 변화를 탐구하기 위해 실내에서 지하철 터널 강레일 모델을 구축하였으며, 레이저 도플러 진동계를 이용해 실험 모델의 여러 위치에서 응력파 신호를 측정하였다. 스캐닝 진동기를 통해 강레일 다양한 표면의 응력파 파장 전파 과정을 실제로 획득하였으며, 유한 요소 해석 소프트웨어 LS-DYNA를 사용해 응력파 전파 과정 중 파장 변화 특성을 이미지 관점에서 비교 분석하였다. 결과에 따르면, 차륜-레일 상호 작용으로 인해 강레일에서 발생한 응력파 신호는 주로 25~400 Hz 저주파 및 1,400 Hz 고주파 신호이며, 최종적으로 토체에 전파되는 응력파 신호는 주로 25~200 Hz 저주파 신호임을 알 수 있다; 실측 데이터와 비교하면 구축한 강레일 시험 모델은 동적 성능 면에서 실제 지하철 터널과 거의 일치한다; 신호 데이터 분석 결과와 파장 클라우드 이미지 모두 고주파 성분이 강레일에서 콘크리트 침목 단계로 전파될 때 가장 빠르게 감쇠하며, 신호 에너지 전달률이 가장 낮음을 보여준다; 레이저 도플러 진동계와 컴퓨터 시뮬레이션의 응력파 파장 결과 비교를 통해 컴퓨터 시뮬레이션 방법의 정확성을 이미지 관점에서 검증할 수 있다; 복잡한 매질과 모델 내 파장 연구는 레이저 도플러 진동계 결과로 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 대체할 수 있다.

지하철 진동; 응력파; 파장 변화; 지하철 터널; 도플러; 유한 요소