地铁所致某音乐排练厅室内二次结构噪声测试与仿真

近年来,随着地铁建设的迅速发展,地铁运行时所产生的振动对邻近建筑室内的二次结构噪声影响逐渐引起人们的关注。为研究室内二次结构噪声数值预测方法,以北京地铁某正线邻近二层音乐排练厅为例,首先对建筑墙、楼板的振动及室内噪声状况进行多点同步详细测试,通过实测数据分析得到地铁运行所致建筑室内振动及二次结构噪声特性;然后采用大型有限元软件Ansys建立隧道-岩土-建筑-声场三维精细化数值仿真模型,对地铁列车通过时的室内二次结构噪声进行仿真计算,并与实测数据进行对比分析。结果表明:地铁列车运行引起的建筑室内二次结构噪声在63 Hz处出现峰值;在100 Hz以下频率范围内仿真结果与实测结果吻合较好;受模型网格划分尺寸影响,100 Hz以上振动和二次结构噪声数值计算结果小于实测值,考虑到地铁运行引起的振动频率主要分布在1 Hz至100 Hz范围内,其对100 Hz以上的振动及二次结构噪声影响相对较小,因此可认为所采用的数值计算方法是科学可靠的,可为类似地铁沿线建筑室内二次结构噪声预测评价提供参考。     

地下建筑内爆炸冲击波荷载分布规律研究

针对地下建筑结构或高层建筑地下室对爆炸灾害防护设计的需要,研究了建筑内爆炸冲击波在房间墙体开口及通道中的传播过程。通过与相关内爆炸模型试验数据对比,确定了合理的有限元内爆炸数值模型和计算参数,在此基础上模拟分析了内爆炸空气冲击波流场及爆炸荷载分布规律,重点研究了装药量与爆室容积比(W/V)、爆室墙面开口面积与房间容积参数V2/3比(A/V2/3)等因素对建筑内外空气冲击波及壁面反射冲击波的影响,根据大量计算结果,拟合给出了由爆炸间开口向外泄露的空气冲击波压力峰值衰减公式。     

偶然性内爆炸作用下盾构隧道的破坏特性分析

 针对拼装组合式盾构隧道的防爆炸灾害设计需要,建立考虑管片–管片、管片–螺栓及管片与周围土体界面接触效应的盾构隧道爆炸动力响应三维有限元分析模型,以典型的地铁区间盾构隧道为例,计算分析内爆炸对盾构隧道结构的破坏机制,揭示管片和连接螺栓的破坏特征,比较研究盾构隧道与整体现浇隧道的抗内爆炸特性。实例分析表明：盾构隧道结构的抗爆性能劣于整体现浇的隧道结构,管片接头是盾构隧道抗内爆炸的最薄弱部位,提高连接螺栓的强度和延性可改善盾构隧道的抗爆特性。     

低速行驶地铁轨道振动信号小波去噪参数研究

针对地铁低速行驶时的轨道振动信号,分析小波去噪参数的选取对去噪效果的影响。以北京某地铁站附近的隧道断面的轨道铅垂向振动加速度信号为例,对轨道振动信号进行小波分解、阈值去噪和重构。以信噪比作为去噪质量评价指标,采用Kruskal-Wallis非参数检验方法分析小波系、小波阶数、小波分解层数和阈值的选取对去噪效果的影响。基于信噪比最大化原则,确定地铁低速行驶时轨道振动信号的最优小波去噪参数。结果表明：显著性水平0.05下,小波系、小波阶数的选取对地铁轨道振动信号小波去噪效果没有显著影响,不同的小波分解层数、阈值对地铁轨道振动信号小波去噪效果的影响不全相同;以SymletsA小波系的4阶小波为去噪小波基,经过3层小波分解,基于无偏似然估计阈值和软阈值函数进行小波去噪后的信号获得最大的信噪比,去噪后的振动信号保留了原始信号的峰值特征,同时信号曲线的光滑性有了显著改善。     

矿车车体振幅影响因素及其影响规律研究

针对矿车车体振幅的影响因素及其影响规律进行了研究。首先建立了车体振动的理论模型,然后分析了车体质量、连接系统刚度、钢轨波长和幅度对车体振幅的影响规律。结果表明：随着车体质量或连接系统刚度或钢轨波长的增加,车体振幅先是快速增加,在经过一个波峰后,随即显著下降,而后趋于平缓;随着钢轨幅度增加,车体振幅也线性增加,它们成正比例关系。     

力锤激励下场地土动力响应系统辨识

采用系统辨识方法对场地土动力响应进行建模和分析。结合北京某环境影响评价项目,以力锤激励为振动源强,基于场地土振动实测数据计算连续传递函数。分析传递函数阶数对传递函数时域辨识均方误差的影响,基于均方误差最小化准则,确定最优的连续传递函数辨识模型及其数学表达式。基于此辨识模型,进行场地土传递函数增益分析、幅频响应分析和脉冲响应分析。结果表明:随着阶数增加,连续传递函数模型的均方误差呈现先减小后增大的趋势;阶数大于15时连续传递函数模型的均方误差显著增加,实测加速度与根据模型计算所得的加速度之间偏差变大;与激励点距离较近的测点传递函数增益较大,振动以高频为主且衰减较快;与激励点距离较远的测点传递函数增益较小,振动以低频为主且衰减较慢。     

岩土中隧道抗偶然性内爆炸特性分析

针对偶然性爆炸对隧道的破坏问题,分析了某重要的软土中隧道在不同装药量和位置内爆炸情况下的动力反应和破坏机理;通过对比研究,分析了围岩等级对隧道抗内爆炸特性的影响;给出了隧道遭受内爆炸情况下围岩受到明显影响的范围.分析结果表明:当比例距离较小时,装药爆炸会对衬砌结构产生十分严重的局部破坏,在装药偏离隧道中心的内爆炸冲击波...     

直立式混凝土落地声屏障振动放大效应

以普速铁路路侧落地安装直立式混凝土声屏障为研究对象,利用原位试验方法研究了列车运行下屏障板水平及竖向加速度时程和频谱特征,结合悬臂板理论模态分析了屏障板相对其基础的振动放大效应及机理。结果表明,钢轨-轨枕-道床-声屏障基础振动递减,屏障板较其基础加速度平均放大2倍,振级平均增大6 dB,道床和基础竖向振动卓越频率为63.5 Hz,水平向放大显著频段为6～8 Hz和40～50 Hz,竖向放大显著频率为63.5 Hz和160 Hz。理论模态分析显示,屏障板水平向前2阶自振频率为7 Hz和46 Hz,竖向1阶自振频率为170 Hz,说明水平放大效应与其前2阶自振频率相关,竖向放大效应与其1阶自振频率和基础激励频率相关。将屏障板振动响应估算简化为地基土-声屏障动力相互作用耦合振动模型,以考虑其受地基激励强迫振动和自由振动双重影响是合理可行的。     

多孔地铁隧道交叠运行环境振动影响数值分析

随着城市地铁线网的逐渐加密,地铁线路布局越发复杂多样,多条地铁线路近距离并行或交叠运行情况越来越多,由此产生的地铁环境振动影响也更为恶劣和复杂。建立多孔隧道不同列车运行状态下环境振动影响三维动力有限元模型,计算结果同相关标准规范中的经验公式预测结果进行对比,两者吻合较好,在此基础上系统分析隧道孔数、隧道空间位置关系及列车不同交汇情况对地表振动传播规律的影响。仿真结果表明:上部隧道孔洞对下部隧道地铁列车运行引起的地表振动传播规律影响较大,且对隧道孔洞近场地表振动具有一定的遮挡作用;上下隧道水平间距相比垂向间距影响更为显著;不同列车运行状态组合方式对地表振动影响差异较大。研究结论可为地铁环境振动影响评价、地铁线路设计等提供参考依据。     

地铁列车进出站振源特征测试及数值模拟分析

为分析地铁列车进出车站振动源强规律特征及数值模拟方法,以某地铁车站为研究对象,对列车进出站引起的钢轨和车站壁面振动加速度进行了原位测试,结果表明：列车进站时,振动源强由进站端向出站端逐渐减小,车站两端壁面振动加速度级相差可达20 dB;列车出站时,出站端振动响应大于进站端,列车进出站变速运行对钢轨和车站壁面振动加速度频谱特征影响不明显,车站壁面加速度频率主要集中在30~60 Hz。基于实测数据,给出了车站内列车进出站钢轨振动变化公式,建立了考虑列车进出站运行状态和振源强度变化修正的列车轮轨力荷载模型及施加方法。计算与实测结果对比表明：该计算方法具有较好的计算精度,车站壁面加速度级计算误差小于6%。