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。     

高速铁路引起的地面振动实测及分析

本文通过对高速列车运行时引起地面振动进行实测,将实测得到的地面振动加速度数据在时域和频域里进行了分析,研究了地面振动的特点和衰减规律。得到了以下结论:地面竖向振动随着距轨道中心线距离的增大而减小;地面的横向振动随距离的衰减规律是先增大后减小,在距轨道中心线距离5m处出现振动反弹放大区;高频振动的衰减速度大于低频振动的衰减速度。     

高速列车运行引起的地面振动对通信塔的影响

本文通过对高速列车运行时引起地面振动进行实测,研究地面振动的特点和衰减规律。实测数据表明,地面竖向振动随着距轨道中心线距离的增大而减小;地面的横向振动随距离的衰减规律是先增大后减小,在距轨道中心线距离5m处出现振动反弹放大区。利用ANSYS建立地基土~通信塔三维有限元模型,依据规范对此通信塔进行了静力分析,并采用时程分析方法计算通信塔在静力荷载和地面振动共同作用下的响应。分析数据表明,随着距轨道中心线距离的增大,地面振动对通信塔的影响逐渐减小。     

黄土区高墩路基车辆行驶引起环境振动影响研究

以黄土区高墩路基为研究对象,采用地脉动仪TROMINO对车辆行驶引起的地面振动情况进行现场测量,获得了无车辆行驶、车辆以不同速度通过时距振源不同距离测点处的时域和频域信号,研究分析了车辆行驶速度、距激振源距离等因素对地面振动的影响规律。现场测试结果表明:车辆在道路上行驶经过时地面产生的振动以竖向振动为主,行车速度越大,振源距离越小,地面产生的振动越大;车辆行驶时地面产生的水平向振动向远处传播时高频部分衰减快,低频部分衰减慢,而竖向振动衰减不明显;车辆在道路上正常行驶时产生振动的主频率在10 Hz附近,振动满足人体舒适性要求。现场测试结果可为黄土区高墩路基由车辆行驶引起的振动影响提供一定依据。     

地铁高架桥多点非一致激励下地面振动衰减研究

为研究地铁高架桥的多点非一致激励效应及地面振动衰减规律。基于弹性半无限空间理论,建立多点非一致激励作用下土体表面竖向加速度的半解析解;通过测试某软弱地基上地铁高架桥的环境振动,对比验证理论模型准确性;进一步研究多点激励和时滞效应的影响,分析确定振动衰减规律。研究结果表明:高架桥周边地面振动随距离前期衰减迅速,后期衰减缓慢,频率分布主要区间为60～100 Hz;计算中考虑多点非一致激励是必要的,4～5个桥墩可满足计算精度;荷载幅值对振动衰减规律的影响较小,而频率存在影响;桥跨中部的振动衰减慢于桥墩处,曲线段外侧慢于内侧。研究结果对地铁环境振动的计算、分析以及测试、评价具有指导意义。     

宁杭城际铁路列车运行引起的地面振动现场测试

对宁杭城际铁路列车运行引起的高架桥段地面振动竖向加速度进行了现场测试,分析了振动特征及其传播的衰减规律,结果表明:地面振动峰值速度和加速度随着离高架桥距离的增大而减小,20 m以内时地面振动衰减幅度较大;地面振动峰值随列车时速的提高而增大;靠近桥墩处的地表振动主要是由列车周期性的轮轴力作用而激发,远离桥墩处的地表振动主要是从靠近桥墩处的地表振动波传播而来,受轮轴力作用的影响程度轻。     

无碴轨列车引起的竖向振动在土体中的传播研究

城市轨道交通和高速铁路的发展,加剧了列车运行引起的环境振动。该文对CRTSI型板式无碴轨列车运行引起的竖向振动进行了研究,基于有限元模型分析了竖向振动在土体中传播规律。竖向振动的频率集中在10～120Hz之间,它和主频、振级都随着距离振源距离的增大不断减小,并且随振动的不断传播,高频成分迅速衰减;竖向加速度峰值随着深度的增加有减小的趋势,加速度峰值衰减的幅度在距离轨道较近时更加明显。     

现代有轨电车对沿线市政管线的影响及保护措施研究

为研究现代有轨电车对市政管线的影响,以弹性半空间理论和Lame波动方程作为主要分析手段,重点对有轨电车引起轨下土体静力和动力响应进行分析和研究,得到了有轨电车荷载静力和动力传递规律。研究结果表明:由于有轨电车采用了整体道床结构,距地面1.5 m深度内有轨电车产生的附加应力小于道路车辆荷载产生的附加应力;有轨电车振动引起的振动幅值和加速度峰值随土体深度的增加逐渐减小,距轨道结构底部0.4 m处土体的峰值竖向加速度约为0.05 m/s2;有轨电车并不会对既有的市政管线产生太大的影响,但施工前需详细勘察管线位置和埋深,施工期间需加强对管线的保护。     

重载列车通过高架桥诱发地面振动传播与衰减规律的现场测试研究

考虑到以往对重载列车运行诱发铁路高架桥周边地面振动的传播规律及对附近民房的影响研究较少,基于朔—黄重载铁路神山高架周边地面与建筑物的振动速度和加速度的现场实测与分析,借鉴萨道夫斯基公式,研究桥墩周边地面测点的振动速度幅值的传播与衰减规律,以及受轴重和车速的影响,地面和建筑物振动响应的振动规律。结果表明,梁端测线上各测点振动速度随距离衰减更快,且明显呈非线性,随列车速度变化也更为显著;基于对实测数据的分析,得到质点峰值振动速度与距激励源距离、列车速度、轴重之间的关系式;相同型号的空载车与满载车引起的振动速度幅值相差较大,而不同型号的空车之间振动差则较小;对屋顶、室内、基础测点的峰值振动速度及加速度级的分析表明,在10~20 Hz范围,屋顶竖向振动大于横向,且一些频段振级超过规范限值,对附近民房内人体舒适性有一定影响。     

交通系统环境振动评价问题的探讨

通过对武汉市轻轨一号线一期工程环境振动的现场测试,研究轻轨对周边地面和邻近建筑物的振动影响。实测结果表明:高架轨道交通所引起的环境振动随着距轨道中心线距离增加而减小,但在建筑物地基附近存在振动放大现象;本底振动对总体振动的影响随着距轨道中心线距离增加也逐渐增大;对于多层建筑物,楼层越高,振动越强烈。     

轨道交通引起的环境振动及其影响规律

从轨道交通引起的环境振动对人体、建筑物、精密仪器三个方面的影响进行了总结：对振动加速度随振源埋深的变化、距离轨道中心线的分布规律以及列车车速和载重对其的影响规律做了重点分析。文中相关结论可以为解决城市环境灾害以及城市轨道交通建设工程提供参考依据。     

强夯加固粉土地基地面振动衰减规律研究

为研究强夯加固粉土地基地面振动衰减规律并确定强夯影响范围,依托济南-东营高速公路工程,对不同夯击能强夯加固粉土地基地面振动的速度幅值及振动频谱进行了现场测试,并基于测试数据通过量纲分析推导了强夯加固粉土地基地面振动衰减规律的计算公式。研究表明:(1)地面振动速度随距离增加呈现出不同的衰减区;(2)单击夯击能越大,强夯施工对邻近环境不利影响的范围越大,单击夯击能相同时夯击次数越多,对邻近环境影响范围越大;(3)地面振动衰减与夯击能和夯锤面积相关,随夯检距离呈负幂函数衰减,量纲分析推导出粉土地基地面振动衰减公式,经验证是合理的。     

卸压爆破下强冲击危险巷道围岩振动规律试验分析

 针对目前参数设计不合理的卸压爆破常常导致巷道围岩损伤破坏,降低防冲效率的问题,采用PASAT-M型便携式微震探测系统,在煤矿井下现场原位开展煤层爆破振动试验,并结合预先加窗短时Fourier变换技术,定量研究卸压爆破下强冲击危险巷道围岩的振动规律。研究表明：(1) 在距震源20 m范围内,爆破帮的振动主频随距震源距离的增大呈指数关系增大,顶板的振动主频随距震源距离的增大呈线性关系单调递增,而非爆破帮的振动主频随距震源距离的增大呈二次曲线关系先升高再降低;(2) 爆破帮的振幅随距震源距离的增大呈指数关系衰减,超过20 m范围卸压爆破对围岩的损伤破坏效应变得十分微弱;(3) 由于巷道各个方位的围岩受到面波和体波的影响程度各不相同,导致了不同方位围岩振动特征(类型、主频和振幅)的差异性;(4) 卸压爆炸下巷道各方位围岩的振动类型、主频和幅值并不一致,由此爆破震动波下的损伤破坏效应也有较大区别。结合上述现场实测结果和现有理论,从控制卸压爆破振动的幅值、频率和持续时间3个指标以及增加巷道围岩抗震性能方面,提出优化爆破参数,防止卸压爆破对巷道围岩损伤的建议。     

高速公路车辆产生的微振动测试与分析

以某拟建精密工艺厂房为背景,采用振动测试仪器对成雅高速路上正常交通运行下引起的拟建的某厂房一侧地面微振动进行现场测试采集,并对现场实测数据进行数据特征分析,得出高速公路上的汽车交通荷载的传播特征,车辆的运行速度、荷载和离振源的距离是影响地面振动的主要因素。     

倾斜基岩条件下轨道交通振动衰减规律研究

通过模型槽试验和有限元相结合的方法,研究了在倾斜基岩条件下高架轨道交通引起地表振动的衰减规律,分析倾斜角度、荷载频率、桩长对地面环境振动的影响。结果表明:倾斜基岩条件下,地表振动衰减快慢呈现出方向差异化,一般沿基岩倾斜正下方衰减最慢,沿正上方衰减最快,并从正下方到正上方衰减逐渐变快。基岩层倾角越大,地面振动响应越小,基岩倾角变化对地面振动响应的方向差异化影响较为显著。随着荷载频率的增加,地表响应速度先线性增加,然后增速变缓;当频率为13Hz时,与桩等距离各方向振动响应差异最大。地表速度响应随桩长增加呈线性减小,且距桩越近减小越快;桩长变化对与桩等距离各方向振动响应差异影响并不明显。     

交通振动在西安城墙中的衰减规律探讨

为探讨地面交通运行引起的振动在古建筑(夯土)中的振动衰减规律,通过现场测试得到了西安城墙的加速度记录,应用加速度振级公式得到各测点的加速度振级,然后运用复合回归方法,得到了交通地面加速度振级衰减公式。     

基于2.5维有限元法分析横观各向同性地基上列车运行引起的地面振动

 根据2.5维有限元原理,从横观各向同性土体弹性本构方程出发,推导出横观各向同性土体2.5维有限元弹性波动方程。轨道简化成铺设在横观各向同性地基上的Euler梁。在轨道方向的垂直截面上,将轨道结构和地基进行有限元离散,采用八节点单元,每个节点包含3个自由度,从而使复杂的三维问题转化为平面应变问题,再通过FFT逆变换转换为沿轨道方向三维空间中的时域振动响应。分别基于上海和北京地区的典型土质参数,进行场地动力响应分析。结果表明：列车运行引起的北京地区场地的加速度响应幅值及位移响应幅值均分别大于上海地区场地的加速度响应幅值及位移响应幅值;随着距轨道中心处距离的增加,两地区土体的动力响应频率均衰减到简谐荷载的自振频率周围,反映出横观各向同性土体的滤波作用;应力波在软土层中传播所消耗的能量大于在硬土层中传播;列车运行引起的地面振动衰减曲线会出现反弹增大的现象,其反弹特性及出现的位置与地基土体参数及列车运行速度密切相关。     

公路高架桥交通引起的地面振动:分析和验证

针对普通公路高架桥引起的地面振动问题提出了一种预测地面响应的有效方法。该方法假设高架桥的桥墩在交通荷载下是刚体运动,根据实测数据求得基础承台的输入荷载,并进而由一个准三维有限元方法所得基础承台中心的阻抗函数以及地面响应的传递函数,可以预测周围地面的响应。无论是试验车的情况还是通常的繁忙交通工况,计算的结果和地面响应的实测数据符合得很好。这证明了该方法的可靠性以及对高架桥交通引起的地面振动的通用性。     

选煤厂楼层内设备引起的环境振动分析

选煤厂设备运转引起的振动对周围环境影响较大,针对工程实例选择典型设备,采用分离子结构法对厂房周围土层及邻近建筑物的振动进行了数值模拟,重点分析了厂区地面硬化形式对振动波的传播和衰减以及振动对人体的影响。研究结果表明,振动筛引起的地面振动强烈,在靠近厂区30 m内都处于被人体明显感觉的状态;地面硬化后,地表振幅明显减小,加速度相应增加,相应的竖向振级较未硬化地面明显增强;未硬化地面的振级在距厂房30 m处接近环境振动规范要求;邻近建筑物有明显振感。     

地铁引起的地面振动及其对精密仪器的影响

采用高灵敏度传感器,测试正常运营的地铁和地面车辆引起的地面垂向振动加速度.将地面振动时程转换为频域内1/3倍频程频谱,研究正常运营的地铁和地面车辆引起的地面振动特性;同时,参考电子显微镜Tecnai30的环境振动标准,探讨地面振动对精密仪器的影响规律.研究结果表明,地面振动存在一个"等振频率",在小于"等振频率"范围,地面振动主要受背景振动制约,而距离的影响很微弱;在大于"等振频率"范围,地面振动主要受距离的影响,背景振动的作用仅次于距离.小于"等振频率"的低频地面振动对精密仪器影响较大,其影响程度主要受背景振动的影响;而在大于"等振频率"范围,地面振动对精密仪器的影响随着距线路中心线距离的增加而减弱.地铁与地面车辆的地面振动的叠加,在6～30 Hz频段容易对精密仪器产生影响.