地铁振动对邻近砖混结构住宅影响研究#br#

以北京地铁沿线附近某砖混结构住宅作为监测对象,在建筑物各层布置传感器,监测地铁通过时建筑物的振动加速度,对监测数据在时域和频域范围内进行分析。建立隧道-土层-建筑物的三维有限元模型,研究砖混结构住宅的振动响应。研究表明：地铁运行引起邻近砖混结构的振动以竖向为主,振动主要集中在40~80Hz,随着房屋高度的增加低频振动影响逐渐显现。砖混住宅各层加速度监测结果与数值模拟结果相吻合,验证了有限元模型的正确性。通过对多种工况下地铁运行引起的邻近砖混结构住宅的振动响应的研究,明确了近接距离、土层性质和隧道埋深对砖混结构住宅振级水平的影响规律,为地铁沿线建筑物的改造及规划提供了参考。     

地铁运行引起典型砖混结构振动的现场测试与影响评价方法研究

基于对地铁沿线小区砖混结构建筑内居民的问卷调查,发现地铁振动对砖混结构建筑有一定影响,以北京地铁某线路周边的砖混结构建筑物为例进行了以下几个方面的研究:首先测量了建筑场地内的振动,对实测结果进行了时域和频域分析,通过分析发现竖向振动响应要显著大于水平向振动响应,且地铁振动响应的主要频率集中在40~80Hz,随着离地铁中心线距离的增加低频振动逐渐显现。然后结合现场实际情况,建立了隧道-土层-建筑物的三维有限元模型,施加列车的运行荷载后研究其对周边临近砖混结构的影响,并将模型计算结果与实测结果进行了对比分析,通过分析发现两者吻合度较好。对不同近接距离下砖混结构建筑受地铁振动的影响进行模拟,利用《城市区域环境振动标准》(GB 10070—88)中有关居民、文教区内的房屋振动限制进行分区,得到符合建筑使用舒适度的安全距离。     

地铁引起邻近建筑物楼板的振动及简易预测方法

为便于对地铁引起的邻近建筑物楼板的振动进行分析及预测,提出了简化计算方法。将楼板简化为单自由度体系,将地铁引起的建筑物内房间墙根的竖向振动加速度时程作为该单自由度体系的基底输入,即可求得体系的加速度响应,将此近似作为该房间楼板中间的振动响应。对上海地铁8#线引起沿线某六层砖混结构的振动进行实测,并用冲击法实测了楼板的自振频率和阻尼比。用文中建议的简化计算方法和有限元方法算得地铁引起的楼板中间的振动并和实测结果进行对比,验证了简化算法的可行性。     

竖向基础隔振模型建筑在地铁激励下的振动响应研究北大核心CSCD

为研究采用竖向基础隔振技术的建筑在地铁激励下的响应,在上海地铁某线路隧道正上方制作了一个两层砖混结构房屋模型,采用橡胶支座与叠层橡胶滑板支座并联作为隔振层。建立了该房屋模型的有限元模型,通过不同型号和不同数量隔振支座的组合来改变隔振频率,以不同隔振工况下的实测基底振动加速度记录为输入激励,计算了结构在时域内的响应。将结构的时域响应转换为振动加速度级,评价了不同隔振频率的隔振效果,并与实测结果进行了比较。研究表明,建立的有限元模型能够较真实地反映地铁激励下基础隔振建筑物的振动响应,能够对地铁激励下拟建建筑的振动进行预测,为其隔振设计提供理论依据。     

地铁运行引起邻近建筑物振动的实测与分析

通过对地铁邻近建筑物的振动响应进行现场实测及数据分析,探讨了建筑结构各楼层的振动加速度响应,得出了地铁运行引起环境的振动在邻近建筑结构中的传播规律。     

地铁运行对沿线不同砌体结构的振动影响研究

随着地铁建设规模的不断扩大,地铁列车运行对沿线砌体结构振动影响日趋严重。针对这一问题,以某地铁线路邻近砌体结构为研究对象,建立了车辆-轨道-隧道-地层-砌体结构耦合模型,分析了砌体结构层数、墙体材料、基础材料对振动响应分布规律的影响。结果表明,墙体材料除石砌体外,均在不同层数出现振动响应放大现象,且配筋砌体最大;各种基础材料均出现振动响应放大现象,且峰值频域范围均为40~50 Hz;对于不同层数的砌体结构,水平向、垂向倍频程峰值个数略有区别,但每种层数下的最大加速度振级基本相同,均为60 dB左右。研究成果对地铁沿线砌体结构的振动控制具有指导意义。     

地铁邻近超高层建筑振动响应及减振降噪研究

地铁运行引起的邻近建筑振动和二次辐射噪声对人们生活和工作有重要影响。以某邻近地铁拟建超高层建筑为背景,利用MIDAS GTS NX建立隧道-土体-建筑物的3维有限元数值模型,分析地铁荷载下建筑物各楼层的竖向振动和二次辐射噪声特性,结合建筑基坑围护结构提出地下连续墙加深+嵌固段外贴橡胶层、肥槽回填减振耗能材料、基底铺设PVC减振垫层的组合措施,并研究其减振降噪特性。结果表明：建筑各楼层的振动和二次辐射噪声呈现“两端大、中间小”的分布趋势。组合措施能有效减小地铁邻近建筑物的振动,对50Hz以上振动的减振效果更为显著。采用组合措施能明显降低建筑物各楼层的二次辐射噪声级。     

地铁运行激励下邻近建筑结构振动的影响因素及评价指标研究

地铁以便捷高效的优势迅速占领城市内交通的主导地位,但其运营诱发的振动对沿线居民带来的影响不可忽视。为明确地铁振动对邻近建筑物影响带来的不利影响,针对现阶段地铁振动评价标准的不统一,分析了地铁振动的有关理论与方法,综合大量文献研究了地铁运行引起的地面振动及其对邻近建筑结构的影响,研究可知地铁运行对建筑物振动影响与轨道的距离、建筑物层高及建筑材料等均相关。     

基于振源-传播模型的地铁引起地面振动数值预测

针对上海地铁运行引起地面振动的预测问题,应用振源模型计算不同车速对轨道基础的激振力,应用传播模型计算不同激振力输入下的地面振动加速度,建立了“地铁-隧道-土层”系统动力有限元模型。通过对比数值模拟结果与实测结果,分析了不同因素对地铁引起地面振动的影响规律。结果表明:随着地铁车速增加,振源激振力和地面振动加速度的幅值均明显增大;地面上距地铁中心线30 m范围内各点振动加速度峰值随距地铁中心线距离由近及远呈幂函数形式衰减;地面振动加速度频率主要为低频振动,随着距地铁中心线距离的增大,高频衰减相对于低频更为明显;建议上海地区建筑尽量在地铁中心线20 m范围外进行规划,或采取降低设计车速、减轻车辆荷载、优化隔振措施等方法,减少地铁运行引起地面振动对地面建筑及居民生活的影响。     

地铁运行时对上部建筑的影响性分析

采用MADIS GTS建立某段区间隧道、岩土、上部建筑整体有限元模型,模拟地铁列车以40km/h速度从建筑物下部穿过时,隧道、岩土、上部结构的振动响应,对上部建筑物产生的振动加速度级与我国《城市区域环境振动标准》中振级的标准限值进行对比,结果表明下部列车运行对上部建筑产生的振动加速度级超出了标准限值要求,最后给出了一些减少上部建筑物振动的建议,以减少地铁列车运行产生的振动对建筑物内人们生活的影响。     

岩石介质中地铁列车运行引起的环境振动响应研究

 利用弹性波理论,分析适于分层地基的黏弹性人工边界;以处于岩石中的青岛地铁三号线为研究对象,采用有限元方法建立环境振动计算模型,针对不同岩层弹性模量、隧道埋深、衬砌厚度对地铁运行所致环境振动响应的影响规律进行研究。研究结果表明,不同深度岩层弹性模量的变化对地铁振动所致环境响应的影响不同;在弹性模量较大岩石介质中地铁引起的自由地表振动垂向加速度只有隧道顶部正上方一个放大区;地铁对自由地表的振动响应随隧道埋深减小而增大;衬砌厚度对地铁振动环境响应影响较小。     

地铁所致成都博物馆振动全过程性能化研究

列车运行引起的振动通过周围地层传播,会引起附近地下结构以及邻近建筑物的二次振动,从而对建筑物的使用性能产生影响。以成都博物馆为背景,结合相关参数建立"隧道-周围土体-结构底板-上部结构"整体有限元分析模型,计算博物馆的振动响应,结合振动控制标准对分析结果进行评价并与实测结果对比,定量分析结构的振动响应。分析结果表明:博物馆建筑物地上部分及地下部分的振级和竖、横向加速度峰值,与实测结果基本吻合,均满足振动控制标准;靠近隧道侧结构设置跨度33 m悬挑区,增长了传播路径,具有良好的减振效果。     

地铁车辆段试车线诱发上盖住宅振动的实测研究

为了研究地铁车辆段试车线列车运行诱发上盖住宅的竖向和横向振动特点及传播规律,针对国内某地铁车辆段试车线上盖住宅进行了现场实测,获得了列车以不同车速运行时上盖住宅各层的竖向和横向振动实测数据,并分析了楼板振动在时域和频域内的振动特点及衰减规律,探讨了不同车速对上盖住宅楼板振动的影响规律.结果 表明:当地铁车辆段试车线列车正常运行时,上盖住宅竖向振动明显大于横向振动,在上盖住宅5层出现最大振动响应,其竖向和横向分频振动加速度级峰值分别为75.71dB和56.04dB,对应频率均为40Hz;车致振动沿上盖住宅向上传播时,各楼层的竖向和横向振动随层高增大呈放大趋势,但在靠近顶层位置出现振动衰减,且竖向振动在低层的放大效应更明显;列车速度对上盖住宅的振动响应有较大影响,振动响应总体随列车速度增大呈放大趋势,但并非车速越大振动响应越大,建筑物各层楼板振动响应取决于不同车速下振动波的振源荷载特性和建筑物楼板本身的动力特性.     

隔振垫在TOD建筑振动及二次辐射噪声控制中的应用研究

双凤桥TOD(transit-oriented development)项目受邻近既有地铁线路运行的振动作用,对建筑物振动及室内二次辐射噪声造成不利影响。通过现场振动实测,得到振源及地表的振动数据,利用实测数据验证“轨道-隧道-土层-建筑物”三维有限元模型。模型预测结果表明,所有楼层的最大Z振级指标均满足标准要求;各楼层室内二次辐射噪声均超过标准限值。针对超标情况,采用一种新的建筑隔振技术——建筑物基底隔振垫层后,所有预测点的振动和二次辐射噪声均满足相关标准限值要求。     

隧道掘进爆破下多层建筑的应力响应特征研究

以大连南部滨海城市公路隧道工程为背景,引入高阶模态分析方法,通过对建筑物进行爆破振动监测和结构振动响应测试,建立多层建筑物的三维数值模型,研究建筑物的高阶模态特性,探究爆破振动下建筑物局部构件的应力响应特征,并与低层建筑物的振动响应进行对比分析。结果表明五层房屋的振型模态受建筑物整体性的影响,高阶模态对建筑物局部损伤较大;随着峰值振速的增加,多层建筑物局部构件的主拉应力也会随之增大,可能发生损伤的构件会逐渐增多;隧道爆破振动下,二层砌体和五层砖混建筑上的最大拉应力或压应力发生的位置或应力值不完全相同,主要是结构动力响应除了与爆破地震波有关,还与结构本身的动力特性、结构型式等有关。     

滨海软土地区地铁运营对沿线建筑物振动影响分析

滨海新区新建地铁Z2线运行最高时速可达120 km,大于城市中运行的普通地铁列车时速(60～80 km),高速地铁荷载相较于普通列车荷载有着频率高、幅值大的特点,所造成的环境振动也有所不同。本研究以天津市Z2地铁线一期工程作为实例,依托实际工程数据,利用大型通用有限元软件ABAQUS,建立轨道–隧道–地基–建筑物三维有限元模型,并结合ABAQUS自带子程序DLOAD模拟移动荷载,利用动力隐式分析针对天津滨海新区饱和软土地带快速地铁运营对沿线构建筑物的振动影响进行分析。并且对比3种基础形式–桩基础、筏板基础与条形基础的建筑结构在不同列车速度和隧道埋深工况下的振动反应规律。研究结论可为今后地铁工程沿线振动预测和评估提供指导。     

地铁环境下已建建筑的隔振研究

通过实测得到地铁运行引起某建筑物楼板的振动加速度,利用ANSYS有限元分析软件建立碟簧隔振支座以及上部结构的层间剪切模型,通过对比隔振前后结构的效应,分析碟簧隔振支座的隔振效果.研究表明设置碟簧支座可使上部建筑的竖向加速度明显减少.由此可见,在建筑物底部设置碟簧隔振支座具有显著的隔振效果.     

基于ANSYS的地铁列车运行对周围环境的振动分析

以苏州地铁2号线盘蠡路站—新家桥站区间为研究对象,根据加速度测试报告和分析列车运行时的振动,做出隧道-土体的动力性态以及对土体和周围建筑的动力响应.通过ANSYS建立上部结构和该路段下穿的土体模型,垂直射入实测道床振动加速度激励.根据有限元模拟的数值方法得出隧道壁相应控制点的加速度响应并与现场实测结果进行比较,表明控制点的实测与模拟具有一定的吻合度;将经土体作用后的地铁波作为荷载输入到上部结构中,分析地铁列车产生的振动对上部结构的影响,对列车产生的振动响应和采取相关隔振措施具有一定的参考意义.     

基于MIDAS GTS分析地铁运行振动对地铁车站沉降影响

为探明地铁运行振动对地层的影响,以北京的地铁站为例,建立地铁站的结构三维模型及其所在地层的地质三维模型,在此基础上利用有限元分析软件在时域内对地铁区间隧道及其周围土体这一结构复合系统进行动力分析,得出各个控制点由地铁振动引起的位移分量值等。以此来研究地铁在运行过程中可能产生的安全问题,比如地铁长期运行产生的振动会不会引起地层沉降及开裂等问题。此方法模拟了列车的振动效应,探究了地铁振动对地层的影响及其响应,为保证地铁在后期使用的安全性的控制问题,保证地铁长期安全运行提供了一定的理论支撑,有重要的工程意义和社会意义。     

地铁隧道侧穿临近高层建筑施工工序优化研究

以武汉地铁2号线洪山广场—中南路区间,双洞隧道近距离穿越高层建筑物群为例,采用Plaxis 3D有限元计算软件,模拟地铁双洞隧道矿山法开挖过程。分析隧道穿越建筑物前、侧穿过程以及离开后3个阶段建筑物的沉降、土层应力变化规律。并将不同施工方案引起的邻近高层建筑物结构沉降、应力重分布、塑性区分布以及倾斜情况进行对比分析。模拟结果表明,受隧道与建筑物的交互影响作用,先施工远离建筑物的隧洞施工的方案对邻近建筑影响最小,以此对隧道穿越高层建筑物的施工方案进行优化。