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。     

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。     

高架桥行车振动对周边环境的影响研究

高架桥行车引起的环境振动与地面行车荷载引起的振动不同在于其引起的振动通过桥墩传给大地,属于点振源问题,而后者是移动振源。通过现场测试,探讨了高架桥车辆荷载引起的环境振动传播规律和衰减特点,分析其与地面交通荷载引起的振动差异。实测数据表明:(1)地面交通荷载随距离的增加,铅垂向加速度幅值衰减很快,距道路中心线30 m外,加速度幅值逐渐趋于平稳,距道路中心线40 m处振动略有放大,后逐渐减小并趋于稳定;(2)地面交通荷载随距离的增加,振动的高频分量迅速衰减,各测点振动的振级也逐渐降低;(3)相对于地面交通荷载引起的振动而言,高架桥行车引起的振动较小。研究成果可为交通荷载作用下沿线周边环境的评价提供依据。     

某隧道洞口仰坡动力响应现场测试研究

通过现场试验,测试了不同车辆轴重与车速对隧道仰坡动力响应的影响,分析了不同车速和车辆轴重的列车通过时,引起隧道仰坡的动力响应特性,指出仰坡的动力响应与列车的速度有关,在列车的速度不断增大时,隧道仰坡的振动加速度峰值也相对增大,且仰坡中部的加速度峰值比仰坡底部要略大一些;从对仰坡实测数据的频谱分析和1/3倍频程分析中可知,仰坡的动力响应特性与列车的轴重有关。     

重载列车作用下桥墩-桩基竖向动荷载特性试验研究

为探明大轴重、长编组和高密度重载列车作用下桥墩和桩基承台顶的动荷载特性，开展不同车速和轴重条件下的桥墩-桩基体系竖向动荷载响应现场试验。分析桥墩动荷载曲线的时域、频域特征，采用Kolmogorov法对动荷载幅值进行正态性检验，建立列车参数与动荷载频域特征的联系；基于3σ原则对不同敞车作用下的动荷载特征值(均值、均幅值和均峰值)进行统计，结合实测数据建立重载列车作用下的墩顶动力系数计算公式，并提出墩顶和桩基承台顶的荷载谱公式及其参数取值。结果表明：动荷载响应在时域上可分为快速增加，周期波动和快速衰减3个阶段，在频域上服从倍频规律和幅值调制效应，0~5Hz频段激振对动荷载起控制作用；动荷载幅值服从正态分布，动荷载均峰值和振动能量沿墩身衰减明显，动荷载均值和均峰值随轴重增大而增大，均幅值随轴重的增加而减小；建议采用φ=1+0.0045v计算墩顶动力系数，采用三角级数式拟合桥墩荷载谱效果显著。研究成果可为重载列车作用下桩基的长期承载变形性状及环境振动评估的研究提供关键参数和可靠检验样本。     

有砟、无砟轨道型式下货运列车振动对基底围岩的影响规律研究

文章对比分析有砟轨道及无砟轨道两种型式下,隧道基底围岩的振动响应规律。以车速为60km/h的C80型货运列车为激励荷载,考虑10t、15t、20t、25t、30t、35t六种轴重工况,建立三维动力有限元模型进行对比分析。结果表明:相同轴重时,两种轨道型式下隧道基底围岩加速度的衰减规律基本相同,无砟轨道的响应量级及随深度的衰减梯度均大于有砟轨道;随轴重的增加,两种工况下的基底振动响应均单调增加,无砟轨道工况的变化梯度大于有砟轨道工况;从列车振动影响角度考虑,在同等围岩等级地段修建重载铁路建议优先采用有砟轨道。     

车辆行车荷载对铁路路基加速度响应情况分析

路基工程作为铁路建设中最重要的一个组成部分,其稳定性直接影响列车运行的安全问题。鉴于此,以陇海线某段沉降路基为例,通过对列车通行时的加速度响应情况现场检测,分析得出如下结论:列车行车荷载对铁路路基加速度的响应情况随着测点离线路变远而逐渐减弱,此外,当线路上有列车通行时,列车荷载产生的振动叠加作用会对整个线路造成扰动;当先后通过线路的两列车通行时间相距较近时,会在两列车的通行间隙产生加速度叠加响应,且叠加后的加速度值较大;列车行驶对铁路路基产生的加速度响应情况与列车类型、车辆载重、行驶速度及车厢数有关。通过分析A2,B1,B2,B3四个测点的加速度衰减情况,得知在所设测点位置处铁路路基未发生沉降,沉降产生位置只在线路正下方附近。     

重载列车荷载下新型预应力路基的加速度响应试验研究

路基的加速度响应是表征列车荷载下路基体振动剧烈程度的代表性参数。基于Buckingham π理论，研制了缩尺预应力路基动力模型试验系统，并开展了不同重载列车轴重、预应力大小和加载振次下的预应力路基加速度响应试验。结果表明：(1)预应力钢筋在张拉锚固后，由于路基土的蠕变变形会出现预应力损失现象，建议实际工程中进行超张拉；(2)路基在循环动荷载作用下产生显著的周期性响应，相同位置处横向加速度均小于竖向加速度，且振动能量从路肩向坡脚方向逐步衰减；(3)短期加载测试下，各测点加速度峰值基本随列车轴重的增加线性增大，随预应力的增加而近似线性减小；(4)35t大轴重列车长期荷载作用下，预应力100kPa下路基加速度有效值随振动次数的增加先减小后趋于稳定，且均小于无预应力工况下的加速度有效值。以上结果表明预应力加固结构在降低路基动力响应方面具有积极作用。     

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。     

砂卵石地层盾构施工振动环境影响测试分析

为研究北京砂卵石地层中盾构施工所引起的地表振动问题,对北京地铁10号线二期公主坟-西钓鱼台区间隧道施工现场进行振动测试.通过对振动实测数据进行分析,总结盾构施工时地表振动频域特点及振动衰减规律,并对振动产生的地表环境影响进行初步评价.研究表明:盾构施工引起的地层振动频带较宽,中线测点主频集中于30 ～ 90Hz范围内;振动波传播过程中高频部分被过滤,较远处测点振动主频降低至30 ～ 50Hz.地面人员对刀盘附近振动感知非常明显,监测到的加速度极值达到0.49m/s2;垂直振动幅值与水平向幅值处于同一量级,并随着远离刀盘而不断衰减.     

宁德核电二期深孔台阶爆破振动监测与分析

针对宁德核电站二期工程台阶爆破引起的振动对一期工程建筑物的影响,在一期工程建筑物附近进行爆破振动监测,通过对现场数据进行线性回归分析,获得该地形地质条件下爆破振动衰减指数以及衰减规律.同时分析表明爆破振动峰值加速度与总药量以及爆破区高程有一定的关系,并发现水平方向爆破振动峰值加速度较大,为类似的爆破工程提供参考.     

强夯振动效应研究

以真实工程场地为研究对象,通过现场强夯振动监测,对比了有无隔振沟强夯振动对周围建筑物的影响,得出建筑上部结构对夯击振动存在2倍以上放大效应结果。研究了自由场地地面振动速度随距离的衰减规律,分析了强夯能级、测点与夯点的距离等因素对地面振动波传播规律的影响;通过频谱分析,得出衰减指数可用频率的3次多项式拟合规律,计算出介质作用函数和强夯激励函数;并建立岩土体的物理力学性质和动力学特性关系。     

基底脱空条件下仰拱振动特性及寿命预测分析

针对重载铁路基底不同脱空情况下隧道结构的振动特性和疲劳寿命预测问题,建立双线30T轴重列车荷载 隧道 围岩的三维模型。通过二次开发将拟合的列车振动荷载直接作用在轨道上模拟列车的行驶过程,实现了运行过程中重载列车对基底结构的振动响应特性分析。得到了30T轴重列车通过基底不同脱空条件隧道时,仰拱结构竖向位移、加速度和最大拉、压应力变化规律。进而结合混凝土寿命预测理论,计算出基底不同脱空条件下仰拱结构疲劳寿命预测值。并依据预测寿命将仰拱可靠度分为安全、警戒、危险和非常危险四个等级。研究结论对重载铁路基底脱空病害的评价与治理和仰拱结构的寿命预测分析具有一定的参考价值。     

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.     

冻土场地轻轨运行引起的环境振动研究

为揭示高架轻轨引起的环境振动传播规律以及季节性冻土对振动的影响,采用在线路附近布设加速度传感嚣的方式获取了长春轻轨3号线桥墩和地面振动数据.利用周期图法估计了各个测点的加速度功率谱,据此计算了1/3倍频程的振动加速度级和加权振动级.结果显示:桥墩处的振动以顺桥向分量为主,地面处的振动竖向分量大于水平向分量;振动的主要频率范围为10 -80Hz,高频振动衰减速度快,低频振动衰减速度慢;冬季桥墩处的振动低于夏季,但远处地面的高频成分高于夏季.与地面城轨相比,高架轻轨的振动对环境的影响较小,但对轨道附近精密仪器设备而言,冬季冻土的不利影响应予以关注.     

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。     

沙漠土强夯施工的振动监测分析

强夯技术加固地基具有经济、快速、高效等特点,在地基处理工程中得到广泛使用,但施工中产生的振动对周边环境影响较大,容易造成居民纠纷现象。针对同一场地沙漠土的1 000,2 000,3 000 kN.m能级强夯分别进行了不同距离的振动监测,监测强夯施工引起地面振动不同方向的加速度、速度、位移、PVS(峰值合速度)等,并对不同距离监测的振动波形进行对比分析,给出实测曲线,得出沙漠土低能级强夯施工振动的衰减规律以及隔振措施。     

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。     

隧道爆破开挖引起临近建筑物振动效应研究

为了了解青岛地铁隧道爆破开挖对临近建筑物的影响,在现场监测结果的基础上,运用ABAQUS进行数值模拟来研究隧道爆破掘进对邻近建筑物的影响.研究结果表明:模拟结果与监测结果相近,准确率在85%以上,建筑顶层振动速度是底层的3.14倍;隧道与建筑物之间的水平距离小于12m时,随着距离的增加,测点振动速度衰减迅速,大于12m时振动速度的衰减趋于平稳;随着隧道埋深的增加,各层测点的振动速度是衰减的,且高程放大效应的影响越来越弱.     

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。