轨道平顺性与土动力特性对地铁隧道振动的影响

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1、第48卷第6期西南交通大学学报Vo1．48No．62013年12月JOURNALOFSOUTHWESTJIA0T0NGUNIVERSITYDee．2013文章编号：0258—2724(2013)06-0989-07DOI：10．3969／j．issn．0258-2724．2013．06．004轨道平顺性与土动力特性对地铁隧道振动的影响韦凯，翟婉明，肖军华(1．西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都610031；2．高速铁路线路工程教育部重点实验室，四J成都610031；3．南京工业大学交通学院，江苏南京210009)摘要：为精确

2、计算列车动荷载作用下软土地铁盾构隧道频域振动响应，考虑地基动刚度随应变频响的非线性变化，建立了车辆／轨道／隧道／软土地基的垂向耦合动力学模型，研究了不同轨道平顺等级下软土动刚度随应变频响非线性变化对地铁盾构隧道随机振动的影响规律．研究结果表明：随着轨道平顺性的恶化，地基动刚度随应变频响非线性的变化将引起地铁盾构隧道各频段内的振动加速度级出现明显的非均匀变化；轨道不平顺恶化后，软土地基动刚度的非线性将改变地铁盾构隧道频域振动幅值大小，且其对应频率会出现约有0．2Hz的偏移，致使地铁盾构隧道频域振动能量出现重分布现象．关键词：盾构隧道；软

3、土；动刚度；轨道谱；随机振动中图分类号：U451．3文献标志码：AInfluenceofTrackRegularityandSoilDynamicCharacteristicsonVibrationofSubwayTunnelWEIKai，ZHAIWanming，XIAOJunhua。(1．TractionPowerStateKeyLaboratory，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China；2．KeyLaboratoryofHigh—SpeedRailwayEngineerin

4、g，MinistryofEducation，Chengdu610031，China；3．CollegeofTransportationandEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China)Abstract：Inordertoaccuratelycalculatethe~equency—domainvibrationresponseofasubwayshieldtunnelduetodynamicloadingoftrains，ave~icalcouplingd

5、ynamicmodelofsubwayshieldtunnelisestablishedtostudytheinfluenceofthenonlinearvariationofsoft．soildynamicstiffnessontherandomvibrationofsubwayshieldtunnelatdifferentlevelsoftrackirregularity．Inthismode1．thedynamicstiffnessofsoftsoilvariesnonlinearlywiththefrequency—domai

6、nresponseofsoftsoilstrain．Theresultsshowthatalongwiththedeteriorationoftrackregularity，thenonlineardynamicstiffnessofsoftsoilcausesobviousheterogeneousvariationstothevibrationaccelerationsin~equencydomainsofthesubwayshieldtunne1．Inaddition，thenonlineardynamicstiffnessof

7、softsoilnotonlyaltersthe~equency—domainvibrationamplitudeofsubwayshieldtunnelafterthedeteriorationoftrackiregularity，butalsomakesthecorespondingfrequenciesappeartoshift，andthebiggestdeviationisabout0．2Hz．whichlcadstoaredistributionofthevibrationenergyofthesubwayshieldtu

8、nnelin~equencydomain．Keywords：shieldtunnel；softsoil；dynamicstiffness；trackspectrum；randomvibration通过大量的土力学试验¨发