浅谈铁路交通产生的地面振动与排桩隔振

《浅谈铁路交通产生的地面振动与排桩隔振》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、同济大学博士学位论文铁路交通产生的地面振动与排桩隔振姓名：孙雨明申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：高广运20030601摘要随着铁路尤其是高述铁路运转的发展，引起的振动日益频繁，对邻近对振动敏感的精密仪器、设备和建筑物等有不可忽视的影响。随着高速铁路的发展，振动对人们生活环境和工作环境的影响愈显突出，铁路交通振动产生的环境影响与治理已成为亟需解决的重要课题之一．本文对铁路交通引起的地面振动及应用捧桩隔振进行了研究，主要内容如下：I．建立了铁路交通引起的地面振动分析模型，模型由车辆一轨道相互作用模型和轨道一土体相

2、互作用模型蕊部分组成．2．利用车辆一轨避相互作用模型，用有限元法计算出轨枕与道碴之间的相互作用力。求得轨枕与道碴之间的作用力的时域曲线。对其进行傅立叶变换得到颏域曲线，作为地面振动计算的激励荷裁。计算表明．随着速度的增加．轨枕与道碴之间的作用力随之增加；当列车速度相对较低时，随速度增加作用力星线形增加，当速度超过一定值时，作用力骤然增加，作用力随速度变化曲线变陡．在列车运行速度和不平顺波长不变条件下，随不平顺波深的增加。轨枕与道磕之间的相互作用力呈线形增加．与平顺条件下的计算结果相比，速度较低时，作用力相应增加，但速麟

3、过2SOkn矗h后。作用力反而减小．轨道不平顾随机性很大，对振动具有不可忽视的影响．3．根据简化地基动力模型，编制计算程序，计算高速列车产生的地面振动的竖向位移，得到了地面振动的基本规律．随着列车速度的增加，自由场的竖向振动位移增加．速度较低时，增加幅度较大；超过一定速度后．地面振动竖向位移的增加幅值减小。随着距轨道中心距离的增加，地面振动衰减。在距轨道中心距离较小范围内，衰减很快；超过一定距离后，衰减变缓l当列车速度超过200kn：I，h时，在一定距离后出现振动增加的现象。4．对秦沈快速客运专线以及上海磁悬浮线路列车

4、运行时产生的地面振动进行了测试，测试结果表明，高速轮轨列车产生的地面振动与磁悬浮列车产生的地面振动存在明显的区别。高速轮轨列车通过时振动逮度曲线具有明显的周期性峰值，该峰值与列车通过时每节车厢轮对一一对应，作用荷蛾显示为一系列的竖向集中力t而磁悬浮列车通过时．其振动波形不具周期性。作用荷载表现出分布荷戴特征．高速轮轨列车与磁悬浮列车产生的地面振动的衰减规律基本相同．地面振动随列车速度增加而增加，随距线路距离的增加而减小，在一定距离内衰减较快，随后衰减变缓，与数值计算得到规律一致．当列车速度超过一定值后，同一测点的地面振

5、动随速度的增加仅有少量增加．测试结果表明，高速轮轨列车在lore以内衰减较快，而磁悬浮列车在5m以内衰减较快。虽然两者的地面振动的衰减规律基本相同，但当两者运行速度相同时，振动速度峰值可相差几十倍，甚至几百倍。磁悬浮列车产生的振动对环境影响远比高速轮轨列车产生的影响小。5．根据半空间表面作用竖向谐和动力荷载时简化地基动力模型的基本解．利用边界元法建立了排桩隔振问题的边界积分方程。编制了计算程序，对铁路交通引起地面振动排桩屏障隔振进行了数值计算。计算结果表明，采用非连续排桩屏障可以有效地减小铁路交通引起的地面振动。随着列

6、车运行速度的提高．屏障后测点的竖向位移都有减小，变化规律基本一致。屏障截露尺寸对隔撮效果影响明显，由于列车速度提高。地面振动强度增加。采用相同截面面积的屏障，隔振效果逐渐减小。这时可采用较大的屏障截面，以获得预期隔振效果。计算还表明，过多增加桩列长度并不能明显提高隔振效果，在设计时应视要求隔振区域的范围确定屏障长度。当排桩屏障的截面尺寸足够太时。屏障后测点振动的竖向位移明显减小。屏障离振源越近隔振效果越好，故在近场隔振中采用排桩屏障比远场采用排桩屏障更有利。关键词；铁路交通；地面振动；动力分析模型{捧桩：隔撮效果；有限

7、元：边界元；竖向振动位移；振动衰减；现场涌试；高速列车：磁悬浮lIABSTRACTWiththerailwayincreasing,especiallyforhigh—speedtrain，theground-bornevibrationduetorailwaytraffichas锄increasingeffectonprecisioninstruments,equipment．buildingsandthelivingenvironmentofhumanbeingsaswell．Thestudyoffathering

8、andevaluatingenvironmentaleffectevokedbytherailwaytlq蛹Cvibrationhasbecomeasignificanttopic．Inthisthesis，theground—bornevibrationduetorailwaytrafficandtheisolationofth