Во время работы метро возникающие на стальных рельсах вибрации распространяются в виде волн напряжения по пути стальной рельс - прокладка основания рельса - шпала - балласт - тоннель - грунт. Для изучения изменения основных характеристик волн напряжения на пути распространения в лабораторных условиях была построена модель стального рельса метро. С помощью лазерного доплеровского виброметра измерялись сигналы волн напряжения в разных частях экспериментальной модели, а при помощи сканирующего виброметра регистрировался реальный процесс распространения волн напряжения на различных поверхностях рельса. Для анализа изменений полей волн в процессе распространения волн напряжения применялась программа конечных элементов LS-DYNA. Результаты показали, что сигналы волн напряжения, вызываемые взаимодействием колеса и рельса, преимущественно имеют низкочастотный диапазон 25~400 Гц и высокочастотный сигнал около 1400 Гц, в то время как сигналы, распространяющиеся в грунт, в основном низкочастотные в диапазоне 25~200 Гц; сравнение с экспериментальными данными показывает, что построенная экспериментальная модель рельса в динамических характеристиках соответствует реальному метро. Анализ сигналов и карты поля волн показывают, что высокочастотные компоненты волн напряжения ослабляются быстрее всего на этапе распространения от рельса к бетонной шпале, при этом коэффициент передачи энергии сигнала минимален; сравнение результатов лазерного доплеровского виброметра и компьютерного моделирования позволяет подтвердить корректность компьютерного метода с точки зрения изображения; изучение полей волн в сложных средах и моделях может быть заменено результатами измерений лазерного доплеровского виброметра вместо компьютерного моделирования.

Вибрации метро; волны напряжения; изменение поля волн; тоннель метро; доплер; конечные элементы