Page 186 - 《振动工程学报》2026年第3期

786 振 动 工 程
由图 5 可知，实测最大 Z 振级明显分为两簇，其
中 4 列列车（1、3、4 和 5）对应的振动水平显著高于其
他 7 列列车；同一列车多次通过断面所引发的最大 Z
振级波动幅度较小，最大为 4.1 dB，而不同列车最大
Z 振级均值之间的差异可达 20 dB 以上。
接下来将探究影响源强离散性的主要因素。同
一监测断面全天候测试条件下，轨道条件、隧道结
构、地质条件等的变异性较小，振源离散性（不确定
性）主要与车辆状态（列车速度、车型、轴重与簧下质
量、车轮不圆度）有关。同一线路，所用车型一致，因
此 重 点 考 虑 列 车 速 度 、列 车 轴 重 和 车 轮 不 圆 度 的
影响。
首先分析列车速度的影响。图 6 给出了同一断
面全天所有趟次的列车车速与实测最大 Z 振级的关
系曲线。如图 6 所示，除个别趟次外，不同列车通过
同一断面的速度基本一致，车速最大波动幅度仅为
4.7 km/h，且在速度波动区段，对应实测最大 Z 振级
无显著变化。因此，对于图 4 的实测结果，可排除车
速的影响。
图 6 列车速度及其对应的最大 Z 振级
Fig. 6 Train speed and its corresponding maximum Z
vibration level
进一步分析列车轴重的影响。一般而言，列车
轴重主要与载客量有关，这可以与不同时段人员出
行情况相对应。图 7 给出了全天运营时段下列车通
过同一断面的最大 Z 振级随时间的变化曲线。从
图 7 中可以看出，在早晚高峰时段，振动源强并未显
著上升，同一列车全天多次通过断面的最大 Z 振级
波动较小，说明列车轴重不是造成振动源强不确定
性的主控因素。
综上所述，对于同一断面，列车车型相同，运行
速度基本一致，载客量对振动源强的影响不显著，因
此可以确定，车轮不圆度是振动源强不确定性的主
控因素。图 5 也直观地支持了这一观点，不同车辆
所导致的振动源强差异很大，而同一车辆不同车次
下的源强变异性较小，同样说明车轮不圆度是源强
学 报 第 39 卷
图 7 同一列车多次通过断面的最大 Z 振级
Fig. 7 Variation of the maximum Z vibration level for the
same train passing through the section several times
离散性的主控因素，这也与之前部分学者的研究结
论相吻合 ［20⁃22］ 。
图 8 给出了所有断面最大 Z 振级的波动幅度。
如图 8 所示，绝大多数断面的最大 Z 振级波动幅度
在 10 dB 以上，最小波动幅度约为 5 dB，最大波动幅
度可达 20 dB 以上。车轮不圆度导致的振动源强差
异远超高等减振措施所能达到的减振效果，也远高
于《环评导则》规定的轮轨状态修正值（0~10 dB）。
因此，《环评导则》中轮轨状态修正值可能需要根据
地铁运营实际进行适时地修正。
图 8 隧道壁最大 Z 振级极差
Fig. 8 Maximum variation of Z vibration levels on tunnel wall
2. 2 离散特征分析
在所确定的 5 个输入特征中，除车轮不圆度外，
其余均已获得。因此，有必要对最大 Z 振级的分布
特征进行分析。
图 9 给出了不同减振措施断面的最大 Z 振级的
概率密度分布直方图。由于车轮不圆度的差异，最
大 Z 振级的概率分布并非单峰的正态分布，而是由
多个簇组成。图 9（a）一般减振断面和图 9（b）中等
减振断面最大 Z 振级明显分为两簇，图 9（c）高等减
振断面和图 9（d）特殊减振断面最大 Z 振级可分为
三簇。