地鐵激勵(lì)下振動(dòng)的傳播規(guī)律及建筑物隔振減振研究.pdf

1、隨著城市地鐵交通的迅猛發(fā)展，地鐵振動(dòng)對(duì)人們生活學(xué)習(xí)也產(chǎn)生了一定的影響，地鐵振動(dòng)已成為一種振動(dòng)公害。但是對(duì)地鐵振動(dòng)的認(rèn)識(shí)還很不全面，在振源、振動(dòng)在土壤中的傳播、建筑物的減、隔振技術(shù)和人體對(duì)振動(dòng)的感覺等方面都還有很多研究工作要做，為此本文圍繞地鐵振動(dòng)問題進(jìn)行了研究，取得了一些有實(shí)際應(yīng)用意義的結(jié)果。 首先，從理論分析入手，研究了地鐵振動(dòng)波在多層土壤介質(zhì)中的傳播特性，涉及體波、表面波和飽和土中波等內(nèi)容，分析了波的反射、透射、衰減規(guī)律和地

2、面振動(dòng)中各種波的比例關(guān)系。 第二，對(duì)地鐵振動(dòng)在地表的傳播規(guī)律進(jìn)行了實(shí)測(cè)研究，對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了快速付立葉變換處理，分析了振動(dòng)的振級(jí)及衰減規(guī)律。結(jié)果表明地鐵振動(dòng)的豎向振動(dòng)大于水平方向，考慮環(huán)境影響時(shí)可以僅考慮豎向振動(dòng)分量。豎向振動(dòng)在地鐵隧道附近以 40-80tHz 的為主要振動(dòng)，振級(jí)超出《城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)》文教區(qū)晝間70dB的要求，高頻振動(dòng)隨著到隧道距離的增加迅速衰減，5m以外環(huán)境振動(dòng)振級(jí)滿足規(guī)范要求；30m以外，10-60Hz

3、的振動(dòng)水平相當(dāng)。 第三，在已有研究的基礎(chǔ)上，正確地解決了地鐵振源問題；利用有限元分析技術(shù)，成功地模擬了地鐵振動(dòng)在土壤中的傳播。在數(shù)值分析方法中討論了模型大小、單元大小、阻尼選取、時(shí)間步長(zhǎng)和動(dòng)力邊界處理對(duì)模擬計(jì)算的影響。用不同邊界條件下的結(jié)果對(duì)比作為標(biāo)準(zhǔn)，判斷模型大小和邊界條件的合理性；論證了單元大小為分析波長(zhǎng)的1／12-1／8時(shí)才能得到正確的結(jié)果；對(duì)于地鐵振動(dòng)分析，阻尼系數(shù)的選取必須顧及高頻的影響，不能僅按模型的前幾階固有頻率來

4、確定。經(jīng)驗(yàn)證，模擬結(jié)果和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)在頻譜分析上有很好的相似性，借此進(jìn)一步分析了土壤中波動(dòng)的傳播規(guī)律。 第四，分析了地下連續(xù)墻對(duì)于天然基礎(chǔ)和深基坑基礎(chǔ)(這時(shí)和圍護(hù)樁合一)的隔振效果。將屏障的深度、厚度和材料剛度特性作為參數(shù)進(jìn)行分析，結(jié)果認(rèn)為隔振效果對(duì)屏障的材料剛度最敏感，其次為屏障的厚度，再其次為屏障的深度。認(rèn)為混凝土地下連續(xù)屏障的隔振效果不是很明顯。第五，為了解決近地鐵房屋結(jié)構(gòu)的減振問題，利用上述方法研究了砂墊層的地鐵隔振效果；作

5、為極限情況，分析了隔振效果和剛度的變化關(guān)系。結(jié)果認(rèn)為砂墊層的隔振效果不明顯，利用樁基礎(chǔ)和基礎(chǔ)底板下預(yù)留空隙的辦法可以比較有效的隔振。 最后，探討了彈簧隔振器在地鐵隔振中的隔振原理，分析了彈簧隔振的設(shè)計(jì)方法及效果，結(jié)果表明彈簧隔振器對(duì)于地鐵振動(dòng)有很好的隔振效果，可以降低振動(dòng)11-15dB。同時(shí)研究了地鐵振動(dòng)在建筑物中的傳播規(guī)律，水平振動(dòng)沿樓層高度方向減小，Z向振動(dòng)則在結(jié)構(gòu)自振頻率段附近被放大，且在本工程中振級(jí)沿高度增大，增大對(duì)板中