随着我国轨道交通建设的飞速发展,轨道交通所带来的环境振动问题日益突出,引起了人们的广泛关注。目前所有的测试数据均表明,单日内同一里程处地铁列车行驶导致的振动测量结果离散性较大,该现象说明列车系统状态差异会对轨道交通振动产生显著影响。同时,现有规范中明确规定,地铁列车运行振动预测的链式公式须考虑列车系统状态的修正项,其中包括车轮不圆顺状态、轮对质量等车辆参数。而不同的列车系统状态对地铁列车振动源强的影响还不是很明确,因此需要研究列车系统状态差异对地铁列车振动源强的影响。本论文在国家自然科学基金项目“基于混合预测方法的地铁列车振动环境影响参数不确定性研究(No.51978043)”和“列车振动环境影响预测的准确度与可靠性研究(No.51778049)”的支持下,通过建立车辆-轨道-隧道-地层刚柔耦合联合仿真数值模型,以及运用接触式车轮不圆顺测试仪在某地铁车辆基地现场实测车轮不圆顺状态,围绕列车系统状态对地铁列车振动源强影响所涉及到的关键科学和技术问题,开展了相关研究。本文主要完成工作内容如下:(1)运用Tri Tops接触式车轮不圆顺测试仪,在某地铁车辆段,对整车48个车轮进行了跟踪测试,分析了随着地铁列车运营时间和运营里程的增大导致的车轮不圆顺的发展程度。同时分析了车轮不圆顺的主要波长和主要阶数,探讨了车轮不圆顺状态与地铁列车振动之间的关系。(2)运用多体动力学软件SIMPACK和有限元数值模拟软件ABAQUS建立了三维车辆-轨道刚柔耦合数值模型,同时与三维有限元-无限元边界隧道-地层数值模型进行耦合。该模型能够以较高的精度和较高的计算效率模拟地铁列车振动源强,同时精确模拟车轮不圆顺对地铁列车振动造成的影响。(3)借助已经建立好的车辆-轨道-隧道-地层刚柔耦合联合仿真模型,计算车辆载客量、悬挂参数、轮对质量、车轮不圆顺等因素对地铁列车振动源强的影响,分析不同种类的列车系统状态在不同频段内对轨道结构、隧道结构的动力响应影响,以及研究不同列车系统状态对隧道壁处最大Z振级的影响。结果表明:在车速为60km/h时,车轮不圆顺状态差异最多可以造成12d B振动源强差异,对40～80Hz频段的振动响应有显著影响。车辆载客量对25Hz以下频段的源强动荷载影响较大,车辆载客量越大,产生的动力响应越大。而车辆一系、二系悬挂参数变化对源强动荷载几乎没有影响。