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原文传递地铁列车运行引起的地面和建筑环境振动规律研究

论文题名：	地铁列车运行引起的地面和建筑环境振动规律研究
关键词：	地铁列车;行驶速度;环境振动;土层弹性模量;有限元模型
摘要：	截至目前，中国获批修建地铁的城市已达37个，随着国内城市轨道交通建设的持续升温，南昌亦正在昂首步入“地铁时代”，南昌地铁1号线于2009年7月29日开始动工，到2015年底试运行。地铁交通给群众的出行带来便利的同时，但也不可避免的带来了许多负面影响，其中以运营期的振动影响尤为突出，国际上已经把地铁列车运营诱发的环境振动问题列为七大环境公害之一，研究和预测地铁运行引起的环境振动问题显得尤为重要。　　本文以南昌地铁1号线南昌二中宿舍楼标段为工程背景，基于ANSYS建立直线地段的轨道-隧道-土体和轨道-隧道-土体-建筑有限元模型；以南昌地铁1号线南昌科技大楼标段为工程背景，建立曲线地段的轨道-隧道-土体和轨道-隧道-土体-建筑有限元模型，所做的主要工作如下：　　1、研究了隧道埋深，场地的土层特征，行车速度以及上行线隧道和下行线隧道的净间距等几个因素对地面的振动响应的影响。结果表明：增加隧道埋深或者减小列车行车速度可以显著降低因列车运行引起的地面振动；随着土层弹性模量的增加，地面振动响应先增大后减小；当双线隧道中的距离较远的线路与敏感点距离超过25m时，可以只考虑就近隧道的影响。　　2、从数值的角度分析了隧道埋深，场地的土层特征，行车速度等因素与地面振动放大区的关系。结果表明：隧道埋深越浅或者土层弹性模量越大振动放大区出现的位置距离隧道越近，而且振动放大区出现的次数会增加；行车速度对振动放大区的影响不是非常明显。　　3、对上行线、下行线单独运行以及上行线和下行线同时相向运行时，二中宿舍楼各层的振动加速度在时域和频域以及三分之一倍频程进行了预测和评价。结果表明：运行线路距离宿舍楼越近，振动影响越大，振动主频越高；上行线与下行线同时运行时引起的振动影响最大，需要以此工况作为最不利条件来选择隔振措施。　　4、对比了当隧道轨道结构分别采用整体道床、高弹性扣件、弹性支撑快、钢弹簧浮置板等隔振措施时二中宿舍楼的振动规律。结果表明：DTⅠ型减振扣件和弹性支撑块从25Hz以上开始减振，但是弹性支撑块的隔振效果要优于DTⅠ型扣件，钢弹簧浮置板的隔振效果最为理想，但是成本较高。　　5、分析了地铁列车行驶在R=400m圆曲线地段时，地面的环境振动特点和传播规律。结果表明：外轨和内轨的受力状态有区别，隧道壁和地面的水平向振动不容忽视。　　6、研究了列车不同的行驶速度，建筑不同的基础形式，是否采用钢弹簧浮置板隔振等因素影响下科技楼各层的加速度时程和三分之一倍频程。结果表明：列车行驶速度越大对建筑的振动影响越大；当建筑采用桩基础上时会对地铁引起的环境振动有一定的消弱作用；若采用钢弹簧浮置板道床，南昌科技大楼的振动将会被控制在标准以内，不会对附近居民的生活造成干扰。
作者：	张啟乐
专业：	道路与铁道工程
导师：	刘林芽
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华东交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文