地铁近场建筑物周期性排桩隔振性能研究

发布时间：2017-03-20 05:07

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【摘要】：城市轨道交通以其运量大、速度快、安全可靠、运行准时等优点得到快速发展,我国城市轨道交通行业更是步入了一个跨越式发展的新阶段。然而,城市轨道交通给人们生活带来方便的同时也引起了严重的环境振动及二次噪声问题,轨道减振措施的局限性及对轮轨关系的负面影响越来越凸显,加之近年来人们环保意识的增强,振动对公众的影响越来越突出,地铁环境振动问题也将掀起新一轮的公众关注焦点。增加路径隔振等配套治理措施,成为城市轨道交通振动控制的新的方向。此外,各国学者已在传播路径隔振措施研究方面积累了丰富的理论研究成果,但尚未针对地铁振源开展传播路径隔振措施设计、试验与应用方面的工作。鉴于此,本文针对北京市某地铁车辆段落地区拟建敏感建筑物的地铁振源振动影响,采用理论分析、现场测试和数值仿真相结合的方式对路径隔振措施进行了深入研究。主要内容有:(1)通过文献学习及网络查询工作,对屏障隔振结构的国内外发展和应用现状进行了深入调研,指出相较于地面振源,地铁振动波传播路径的隔振措施研究较少。(2)在振动波理论的基础上,研究了土体中的振动传播和衰减规律,揭示屏障隔振的机理,为地铁周期性排桩隔振结构的设计提供理论基础。(3)针对北京市某车辆段落地区拟建敏感建筑,进行钢轨振动、土体固有频率、土层振动响应和地表振动传播规律测试,得出钢轨振动加速度、土体的振动情况,以及振动随距离的衰减规律,为周期性排桩隔振结构的设计提供数据支持。(4)利用ANSYS有限元软件,建立了轨道-土层-建筑物三维动力学仿真计算模型,并通过实测数据进行校核,验证了模型的精确性,进而设计出地铁周期性排桩隔振结构(5)采用控制变量法研究屏障的桩长、桩间净距、距楼距离、桩身材料等参数的影响,结合现场实际情况,提出了适用于该车辆段的周期性排桩隔振结构的最优参数组合。周期性排桩隔振措施的工程实际应用性强,既是一种有效的城市轨道交通减振措施,用于新建地铁线路敏感振动建筑物隔振和既有线环境振动问题治理,又可作为城市振源与敏感振动建筑物之间的隔振设施,控制城市有害振动的传播。
【关键词】：地铁振动 参数影响 周期性排桩
【学位授予单位】：中国铁道科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U231;TU435
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 1 概述12-27
• 1.1 引言12-15
• 1.2 路径隔振技术的研究现状15-24
• 1.2.1 地面振源屏障隔振16-22
• 1.2.2 地铁振源屏障隔振22-24
• 1.3 本文的主要研究内容24-27
• 2 基本理论27-38
• 2.1 振动在土体中的传播27-34
• 2.1.1 弹性介质中的振动波[69]27-29
• 2.1.2 波动方程[60]29-30
• 2.1.3 土介质中的波及其传播[70]30-34
• 2.2 屏障隔振机理34-36
• 2.3 周期性排桩隔振结构的提出36-38
• 3 现场测试38-52
• 3.1 项目概况38-39
• 3.2 测试内容39-43
• 3.2.1 测试设备39-40
• 3.2.2 钢轨振动测试40
• 3.2.3 土体固有频率测试40-41
• 3.2.4 土层振动响应测试41-42
• 3.2.5 地表振动传播规律测试42-43
• 3.3 实测数据分析43-51
• 3.3.1 钢轨振动数据分析43-44
• 3.3.2 土体固有频率测试分析44-45
• 3.3.3 土层振动响应数据分析45-46
• 3.3.4 地表振动传播规律分析46-51
• 3.4 本章小结51-52
• 4 周期性排桩隔振结构有限元分析52-75
• 4.1 周期性排桩隔振结构模型建立52-54
• 4.1.1 假定条件52
• 4.1.2 模型尺寸的确定52-53
• 4.1.3 模型建立53-54
• 4.2 参数校核54-64
• 4.2.1 人工边界54-56
• 4.2.2 土层参数56-58
• 4.2.3 阻尼特性58-61
• 4.2.4 荷载输入61-64
• 4.3 计算结果64-65
• 4.4 参数分析65-74
• 4.4.1 桩长66-68
• 4.4.2 桩间净距68-70
• 4.4.3 距楼距离70-72
• 4.4.4 桩身材料72-74
• 4.5 最优方案74
• 4.6 本章小结74-75
• 5 结论与展望75-76
• 5.1 主要研究成果75
• 5.2 创新点75
• 5.3 有待进一步开展的工作75-76
• 参考文献76-82
• 个人简历及科研成果82-84
• 学位论文数据集84

【参考文献】

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本文编号：257203