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原文传递考虑土-结构动力相互作用的轨道交通引起的环境振动及隔振措施研究

论文题名：	考虑土-结构动力相互作用的轨道交通引起的环境振动及隔振措施研究
关键词：	轨道交通;建筑物振动;土结构动力;预测模型;现场试验;隔振措施
摘要：	随着我国国民经济建设的不断发展和人民生活水平的不断提高,经过六次铁路大提速,列车的运行速度越来越快；此外,重载铁路的开行以及城市轨道交通的迅猛发展,轨道交通引起环境振动问题日益突出。轨道交通引起的振动严重影响附近人们的日常生活和工作,也对临近建筑物的结构安全和精密仪器的正常使用有着不可忽视的影响。因此,对由轨道交通引起的建筑物振动及其隔振措施的研究已成为一项重要的研究课题。　　本文对地面轨道交通引起的建筑物振动预测和影响参数进行了研究。考虑土体与建筑物基础间动力相互作用的影响,建立了列车-轨道-土体-接触面-建筑物空间系统模型,提出了不同接触条件下列车引起建筑物振动的预测公式。此外,还研究了采取不同的隔振措施对降低列车引起建筑物振动的影响规律。主要研究内容及创新点包括: 　　 (1)根据土-结构动力相互作用的基本理论,在土体与建筑物基础间采取变形协调、弹性接触和非线性接触三种不同的接触形式,讨论了不同的接触面形式对列车引起的建筑物、接触面以及建筑物附近土体的振动影响规律。　　 (2)建立了考虑三种不同的接触形式下,地面列车引起的建筑物振动系统分析模型。模型包括两部分:一是建立了列车.轨道结构的振源模型,求出振源激励力；二是土体-接触面-建筑物三维空间有限元模型,计算列车引起的建筑物振动响应。分析模型中,考虑了影响建筑物振动的多种因素,包括轨道不平顺、列车速度、列车距建筑物距离、地基土性质、车辆类型以及建筑物高度等因素的影响。　　 (3)根据所建立的轨道交通引起建筑物振动的分析模型,考虑不同的接触条件,计算了各种影响因素下列车引起的建筑物振动影响规律。通过统计分析,对各因素的影响特征进行了定量分析,回归出三种不同接触条件下,列车引起建筑物振动的预测公式。并通过课题组在现场试验结果对不同预测公式的适用性和准确性进行了对比验证,结果表明:土体-建筑物间考虑非线性接触的预测公式具有较强的适用性和准确性。　　 (4)通过对京-广铁路沿线附近1幢6层砖混结构住宅楼进行现场测试,研究运行列车对附近建筑物振动的影响规律。测试分析表明:运行列车引起附近建筑物振动大小与列车速度、类型以及列车与建筑物间距离等因素间存在着一定的联系。　　 (5)建立了考虑地基土-建筑物间为变形协调和非线性两种接触条件的建筑物空间动力分析模型,计算运行列车作用下的建筑物动力响应规律,并与实测结果进行比较,结果表明,非线性接触模型能较好地预测运行列车引起建筑物的振动。　　 (6)采用数值分析的方法,分析了隔振沟、隔振墙、基础隔振、改变建筑物自身动力特性以及在建筑物楼层上建立二次隔振体系等措施的减振效果,以及对列车引起建筑物振动的影响规律。结果表明:列车引起的建筑物振动属微振动,隔振沟、降低楼板质量和基础隔振等措施对降低列车引起建筑物的微振动效果明显。
作者：	姚锦宝
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	夏禾
授予学位：	博士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文