原文传递
济南地区地铁运行引起环境振动响应及长期沉降预测
| 论文题名： | 济南地区地铁运行引起环境振动响应及长期沉降预测 |
| 关键词： | 地铁运行;环境振动;动态响应;循环荷载;沉降预测 |
| 摘要： | 济南地区地铁线路的规划和修建以及地铁运营规模逐步扩大，地铁列车荷载作用下环境的振动响应以及地基的长期沉降问题不容忽视，目前国内外对地铁列车循环荷载作用下的地基沉降的研究成果多针对上海软土地区。文章针对济南地区特有地层条件，利用现场实测、数值模拟和理论计算相结合的方式研究了济南地铁2号线列车运行引起的环境振动响应，计算了地表长期累积沉降和差异沉降，具体研究内容如下: （1）测试了济南地铁2号线鲍山站地铁车站、隧道区间段地面处以及邻近建筑物内部地铁列车运行引起的环境振动特性，分析了不同测点振动响应的时频特征，探讨了地铁环境振动在地面及不同结构物中的传播及衰减规律，得到了济南地区地铁运行的振动响应特征。 （2）利用ABAQUS有限元分析软件，建立了地铁荷载作用下济南地区鲍山车站和北园车站的隧道-轨道-地基有限元模型，计算了列车荷载下自由场地面振动响应，分析了振动沿地表衰减规律。研究表明，黏土地层中的地面振动的残余频率成分更为复杂。 （3）基于数值分析模型，得到了区间隧道在地铁列车单次运行条件下的动偏应力与各地层的动应力分布，分析了地铁列车荷载作用下各测点在不同循环次数的塑性累计应变，利用分层总和法计算了济南地铁长期循环荷载作用下的地基沉降，分析了地铁长期荷载下地基沉降规律:在地铁运行20年内，土体的循环塑性累积应变与荷载循环次数间呈指数函数关系，前两年的沉降增长速度较快，沉降量的增长为总沉降量的41％;随运营时间的增加，沉降的增长速率减缓，在第20年达到4.39mm。 （4）基于Winkler弹性地基梁理论，计算了隧道穿越突变地层时的差异沉降。研究发现:对隧道沉降的监测应集中在地表堆载2倍的范围之内，当隧道穿越粉质黏土和强风化岩层时在地层突变位置出现隧道的最大沉降值，当隧道穿越中风化岩层时，除隧道沉降最大位置（偏向突变地层15m处）仍需对地层条件突变位置（0m）处的内力进行重点关注，此处由于地层突变导致隧道沉降速率突然增大，易产生管片错台等危险现象。粉质黏土地层中隧道的沉降速率最大，应着重考虑管片错台等安全性问题。 |
| 作者： | 刘亚珍 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 魏焕卫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东建筑大学 |
| 学位年度： | 2023 |
检索历史
应用推荐
