地鐵列車引起的地面振動(dòng)及隔振措施研究.pdf

1、隨著城市軌道交通的發(fā)展，地鐵引起的環(huán)境地面振動(dòng)問題日益嚴(yán)重。地鐵振動(dòng)影響了人們的生活和工作環(huán)境，也對臨近建筑物和精密儀器有不可忽視的影響。特別是，近年來許多高校和科研機(jī)構(gòu)購置了昂貴的精密儀器設(shè)備，開始擔(dān)心地鐵引起的地面振動(dòng)的影響，因?yàn)檫@種影響會(huì)使其付出巨大的代價(jià)。因此，地鐵引起的地面振動(dòng)及其隔振措施已成為重要的研究課題之一。本文研究了地鐵列車引起的地面振動(dòng)特性及其多種屏障隔振措施。主要研究內(nèi)容包括： （1）對地鐵列車引起的地面振

2、動(dòng)作了現(xiàn)場試驗(yàn)，探討地面振動(dòng)特性及其對精密儀器可能產(chǎn)生的影響。結(jié)果表明，地面振動(dòng)存在一個(gè)“等振頻率”。小于“等振頻率”的低頻地面振動(dòng)對精密儀器影響較大；而大于“等振頻率”的范圍，地面振動(dòng)對精密儀器的影響隨著距線路中心線距離的增加而減弱。大于100 Hz的地面振動(dòng)對精密儀器沒有影響。地鐵與地面車輛地面振動(dòng)的疊加在6～30 Hz頻段容易對精密儀器產(chǎn)生影響。 （2）通過分析數(shù)值模擬中參數(shù)的正確選取，采用有限元方法模擬了地鐵引起的地面振

3、動(dòng)響應(yīng)的主要頻率成分和微幅振動(dòng)。結(jié)果表明，地面振動(dòng)加速度隨距離增加并非一直在衰減，而是有起伏的；隨距離的增加，地面振動(dòng)加速度高頻分量衰減較快，地面振動(dòng)響應(yīng)的譜峰值頻率逐漸向低頻過渡，頻帶范圍變窄。 （3）進(jìn)行了地鐵荷載激勵(lì)下多種屏障的二維隔振分析，設(shè)想并提出了組合方法隔振屏障結(jié)構(gòu)。分析表明，（a）混凝土地下連續(xù)墻的主要隔振頻率范圍為6～16Hz；連續(xù)墻的深度達(dá)到地鐵振源的埋深，才能在其有效隔振頻率范圍內(nèi)有明顯的隔振效果；在此深度

4、，屏障厚度的變化對其隔振效果無明顯影響。（b）柔性材料屏障對隔離高頻成分優(yōu)于剛性材料，而剛性材料屏障隔離低頻更有效。但剛性材料屏障的隔振區(qū)域遠(yuǎn)小于柔性材料屏障。（c）組合隔振屏障能夠有效地改善單個(gè)屏障的隔振效果。在大于6Hz的頻率范圍，完全可以依靠設(shè)置屏障措施，來減輕地鐵振動(dòng)對精密儀器的影響。 （4）在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對地面振動(dòng)進(jìn)行三維隔振分析，研究屏障隔振的效果及其隔振區(qū)域的變化規(guī)律。結(jié)果表明，隔振區(qū)域不僅僅局限于屏障的后面，在