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。     

地铁荷载下隧道注浆对地面振动的影响

为研究地铁隧道注浆加固后土体力学性能的改变对列车运行引起地面振动的影响,采用有限元分析方法,建立了土体-隧道二维计算模型,分析了在不同隧道埋深及激振频率下,注浆体强度与注浆范围对地面振动加速度反应的影响。计算结果表明:不同隧道埋深下注浆体强度与注浆范围对地面反应的影响规律大致相同;激振频率对计算结果影响很大,1030 Hz激振频率下,注浆体强度与注浆范围对地面加速度反应的影响较小;50 Hz激振频率下,地面最大加速度反应与注浆效果近似成正比,整体随着注浆范围的增大而增大;70 Hz与90 Hz激振频率下,注浆体强度与注浆范围对地面反应的影响存在很强的非线性。因此,在地铁动力反应分析中,隧道注浆的影响不可忽略,计算时应详细考虑注浆体强度与注浆范围的影响。     

地铁振动的地表低频响应预测研究

地铁振动引起的环境问题备受人们的关注,特别是近年来,低频(<20Hz)振动对高精密仪器和设备、古建筑物等的影响已成为焦点。如何采取合理的减振措施将低频振动的影响降到最低是亟需解决的问题。在北京交通大学轨道减振与振动控制试验室,开展钢弹簧浮置板轨道和普通轨道低频振动试验;基于地表低频响应测试数据,结合"钢弹簧浮置板轨道-隧道-地层"和"普通轨道-隧道-地层"耦合的三维有限元数值模拟结果,采用回归分析的方法,研究地表低频响应受激振频率(1～20Hz)、距轨道水平距离(0～100m)和轨道埋深(10～30m)等因素的影响,推导出地表低频响应量分析公式。将公式预测的地表低频响应量的最大值分成II、II、II和IV四级响应带,进一步讨论响应带分布与轨道埋深、距轨道水平距离和轨道基频等关键因素的关系,从而为减少地铁振动的地表低频响应措施提供参考。     

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。     

地铁振动造成大跨度人行天桥抖振的机理分析

对某钢结构大跨度人行天桥在地铁振动作用下的受迫抖振做现场实桥测试,利用频谱分析和有限元分析方法,对天桥上部结构进行模态参数分析.根据工程振动理论得出,由地铁振动诱发的地基振动优势频率与天桥上部结构低阶自振频率相近,由此引发结构共振效应,基础振动相对运动传递率过高是造成天桥梁体抖振的主要原因.     

由道路交通预测地铁振动衰减规律的实测研究

对地铁引发的环境振动进行有效预测是沿线环境评价及线路规划的重要依据,但不同场地的地铁振动衰减规律差异很大。基于此,笔者提出了采用同一场地内地面道路交通振动实测对地铁振动衰减规律进行预测的方法。首先,选取地面道路和地铁线路伴行的测试场地,开展了地面道路车辆和地铁引发的地表振动响应实测;基于实测数据的统计分析,研究了车辆分别行经路面缺陷及平坦路面时引发的场地振动衰减规律,探讨了采用道路交通振动预测相应地铁振动衰减规律的有效性和适用性。研究结果表明,在距地铁线路约一倍埋深后,采用车辆行经路面缺陷引发振动的实测结果可较准确地预测地铁振动衰减规律,有效值和振级的预测误差均在15%以内。     

地铁车站旁穿建筑物变形及振动影响分析

北京地铁八号线中国美术馆站暗挖施工旁穿建筑物,分析预测了地铁施工对建筑物的沉降变形影响,采用专用监测设备测试了建筑物现状振动及将来运营线地面振动对建筑物内的电子信息设备可能产生的影响程度。地铁施工引起的建筑物沉降变形及运营振动不会对建筑物及内部的电子信息设备的正常运行造成任何影响。     

地铁振动造成大跨度人行天桥抖振的机理分析

对某钢结构大跨度人行天桥在地铁振动作用下的受迫抖振做现场实桥测试,利用频谱分析和有限元分析方法,对天桥上部结构进行模态参数分析。根据工程振动理论得出,由地铁振动诱发的地基振动优势频率与天桥上部结构低阶自振频率相近,由此引发结构共振效应,基础振动相对运动传递率过高是造成天桥梁体抖振的主要原因。     

地铁运营振动引起的地面沉降环境效应研究

城市地铁线路错综复杂,大多数均经过城市的中心地带,地铁往复运行引起的振动、噪声,不仅影响人们的正常生活与休息,而且容易对既有建筑物的稳定性和管线的运营等周边环境带来危险。本文以杭州地铁4号线为运营背景,通过功率放大器和函数信号模拟器模拟地铁运营产生的低频运行振动源,基于室内物理模拟试验,开展地铁运营引起的地面沉降研究,分析地铁运营振动对土体沉降等周边环境影响机制。研究结果表明,地铁运营区域前期的地面沉降量会大于后期,而无运营振动时的地面沉降十分微小;地铁运营引起的最大地面沉降值与最小地面沉降值的变化趋势与地面平均沉降值一致,地面沉降的有效值与峰值呈一次函数关系。     

高铁对某精密仪器建筑场地环境振动影响的实测与分析

随着科学技术的飞速发展,各类精密科学仪器对于环境振动的要求也愈发严格,而高速铁路列车作为现代生活中一种常见的交通工具,其对周边场地的环境振动具有较大影响。以位于城际高铁附近的某精密仪器建筑拟建场地为例,研究高铁对建筑场地环境振动的影响。通过在距离高铁不同位置处布置测点,得到现场实测数据并对高铁在不同距离处引起的环境振动进行分析,通过分析结果对该场地中高铁引起的环境振动随距离的衰减特性进行分析,根据精密仪器建筑场地对环境振动的要求对该拟建场地进行了评价,并提出了建筑场地对于高铁的退让距离。