地铁运营引起的环境低频振动传播特征试验研究
地铁激励下振动的传播规律及建筑物隔振减振研究
地铁激励下振动的传播规律及建筑物隔振减振研究随着城市地铁交通的迅猛发展，地铁振动对人们生活学习也产生了一定的影响，地铁振动已成为一种振动公害。
但是对地铁振动的认识还很不全面，在振源、振动在土壤中的传播、建筑物的减、隔振技术和人体对振动的感觉等方面都还有很多研究工作要做，为此本文围绕地铁振动问题进行了研究，取得了一些有实际应用意义的结果。
首先，从理论分析入手，研究了地铁振动波在多层土壤介质中的传播特性，涉及体波、表面波和饱和土中波等内容，分析了波的反射、透射、衰减规律和地面振动中各种波的比例关系。
第二，对地铁振动在地表的传播规律进行了实测研究，对实测数据进行了快速付立叶变换处理，分析了振动的振级及衰减规律。
结果表明地铁振动的竖向振动大于水平方向，考虑环境影响时可以仅考虑竖向振动分量。
竖向振动在地铁隧道附近以40-80Hz的为主要振动，振级超出《城市区域环境振动标准》文教区昼间70dB的要求，高频振动随着到隧道距离的增加迅速衰减，5m以外环境振动振级满足规范要求；30m以外，10-60Hz的振动水平相当。
第三，在已有研究的基础上，正确地解决了地铁振源问题；利用有限元分析技术，成功地模拟了地铁振动在土壤中的传播。
在数值分析方法中讨论了模型大小、单元大小、阻尼选取、时间步长和动力边界处理对模拟计算的影响。
用不同边界条件下的结果对比作为标准，判断模型大小和边界条件的合理性；论证了单元大小为分析波长的1／12-1／8时才能得到正确的结果；对于地铁振动分析，阻尼系数的选取必须顾及高频的影响，不能仅按模型的前几阶固有频率来确定。
经验证，模拟结果和实测数据在频谱分析上有很好的相似性，借此进一步分析了土壤中波动的传播规律。
第四，分析了地下连续墙对于天然基础和深基坑基础(这时和围护桩合一)的隔振效果。
将屏障的深度、厚度和材料刚度特性作为参数进行分析，结果认。
地铁激励下振动的传播规律及建筑物隔振减振研究共3篇
地铁激励下振动的传播规律及建筑物隔振减振研究共3篇地铁激励下振动的传播规律及建筑物隔振减振研究1地铁激励下振动的传播规律及建筑物隔振减振研究在城市化的进程中，地铁已经成为现代化城市不可或缺的交通方式之一。
但是，地铁系统的运行却不可避免地给周围的建筑物带来了振动影响。
随着城市建筑的高度越来越高，这种影响就越来越大。
这一现象也引起了人们的广泛关注和研究。
本文将说明地铁激励下振动的传播规律以及建筑物隔振减振研究。
地铁激励下振动的传播规律地铁系统的运行会产生一定的振动，这种振动会向建筑物传播。
在微小振动时，振动的传播主要遵循弹性波的传播规律。
而随着振动幅值或传播距离的增大，振动就会出现非线性的效应，例如非线性谐波、干涉和断裂等。
地铁振动的产生和传播还会受到诸如地面条件、地铁车辆的速度和数量等因素的影响。
研究表明，地铁振动传播的特点是高频率振动和复杂传播路径。
在深度或高架地铁系统的周围建筑物中，地铁振动可以通过直接传播、反射、透射和支持结构等方式传递到建筑物内部。
传播途径的多样性导致建筑物的振动影响难以预测，并可能带来的不利影响也会增加。
建筑物隔振减振研究由于地铁振动对建筑物的影响，会引起人们的震感、不适感，甚至对建筑物内部的设备和结构产生损害。
为了保护建筑物和地铁系统的安全，需要对建筑物进行隔振减振处理。
目前，建筑物隔振方法主要分为主动隔振和被动隔振两种。
主动隔振是指通过控制系统和能量传输系统实现隔振和消减振动。
被动隔振则是通过一定的材料（如橡胶、钢板等）实现隔振。
建筑物隔振的目的是抑制或消除特定频率范围内的振动，以改善建筑物内部环境的振动条件。
过去的研究表明，建筑物隔振处理可以有效地减轻地铁振动对建筑物的影响，改善运营环境。
为了规避地铁振动的不利影响，工程设计应该考虑到各种复杂的地铁振动特征和建筑物特征，采用合适的隔振措施和控制手段。
结论本文简单介绍了地铁激励下振动的传播规律以及建筑物隔振减振研究。
地铁振动的传播路径非常复杂，在实践中需要特别注意。
地铁列车振动环境响应低频特征的分析与的研究
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓ ｄｕｅ ｔｏ ｍｅｔｒｏ ｔｒａｉｎｓ．Ｈｏｗ ｔｏ ａｄｏｐｔ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ
ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｍｉｎｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓ ｉｓ ａｎ
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劣参京交
地铁车辆段及上盖建筑物振动传播规律及减振技术研究-概述说明以及解释
地铁车辆段及上盖建筑物振动传播规律及减振技术研究-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括以下要点：概述部分的功能是引入读者进入整篇文章的主题，简要介绍地铁车辆段及上盖建筑物的振动传播问题，并提出在该领域中的研究目标和意义。
首先，可以提到地铁是现代城市交通系统的重要组成部分，其车辆段及上盖建筑物的振动传播问题具有重要的工程实际意义。
地铁车辆的运行会产生振动，在车辆段区域引起地面和建筑物的振动，进而可能对周边环境和人类的生活造成不利影响。
因此，研究地铁车辆段及上盖建筑物的振动传播规律以及减振技术具有重要的理论和实践价值。
接着，可以介绍该研究领域目前的研究状况，指出目前已经有一些相关的研究成果和理论基础存在，但在实际工程应用中仍存在一定的问题和挑战。
例如，地铁车辆段及上盖建筑物的振动传播规律并不完全清楚，且减振技术的研究还处于初级阶段。
因此，本文旨在深入研究地铁车辆段及上盖建筑物的振动传播规律，并探索有效的减振技术，从而为相关领域提供可行的解决方案。
最后，可以提出研究的主要目的和意义。
本文旨在通过详细研究地铁车辆段及上盖建筑物的振动传播规律，揭示其中的内在机理，为进一步改善地铁系统对周边环境和人类的影响提供理论依据和技术支持。
同时，本文还将探索和提出一些有效的减振技术，以降低地铁车辆段及上盖建筑物振动对周边环境的影响，提高城市居民的生活质量和健康安全。
通过本研究，有望为地铁建设及相关领域的规划、设计和施工提供有益的参考和指导。
在概述的结尾，可以简要总结本文的结构，引导读者了解接下来各个章节的内容安排，从而引起他们的阅读兴趣。
1.2文章结构1.2 文章结构本文主要研究地铁车辆段及上盖建筑物的振动传播规律以及相关的减振技术。
文章结构如下：第一部分为引言部分，主要介绍本研究的背景和意义。
在引言部分的1.1小节中，将对地铁车辆段及上盖建筑物振动传播问题进行概述，指出其在城市建设中面临的挑战及相关研究的重要性。
地铁列车运行对沿线环境的振动影响实测与数值模拟的研究
地铁列车运行对沿线环境的振动影响实测与数值模拟的研究地铁列车运行对其邻近建筑结构产生的振动影响已成为发展城市地下轨道交通及其沿线建筑设施的突出问题之一。
本文结合实际工程项目,通过现场实测和数值模拟手段对典型的地铁邻近建筑结构受地铁列车运行产生振动影响的工程案例进行研究,分析了地铁列车运行对邻近建筑结构产生的振动影响规律。
针对具体工程需求对地铁列车运行产生的振动进行了振动影响评估及减少地铁列车运行产生振动措施的研究,本文主要研究工作包括:(1)对广州市地铁6号线列车运行引起沿线某商住楼项目场地内土体和建筑结构桩基础产生的振动进行实际测量,研究了地铁列车运行引起该工程沿线土体和建筑结构桩基础产生振动的主要行为规律和特点,给出了广州市地铁6号线列车运行对其邻近商住楼地下商业广场产生振动影响的评估及建议。
(2)对深圳市地铁9号线列车运行引起沿线某地铁车站站台层产生的振动进行实际测量,对地铁列车运行产生的振动的优势频段与列车运行状态进行了相关性分析,得出站台层受地铁列车运行产生振动影响的特征规律。
(3)基于广州市地铁6号线列车运行引起沿线某商住楼项目产生振动影响的实测评估,采用有限元软件MIDAS GTS NX建立列车—隧道—土体—建筑结构的三维有限元模型,研究了采用有限元软件对类似工程项目进行三维有限元模型数值模拟的方法,进行了移动列车荷载的动力时程分析,将模型计算所得到的振动响应值和实测数据的振动响应值进行了对比,对实测结果与计算结果之间的偏差进行了原因分析,验证了模拟方法的可行性和正确性。
(4)利用上述三维有限元模型数值模拟的方法进行实例应用分析,预测拟建广佛环线地铁列车运行可能对沿线某研究中心内建筑结构产生的振动响应,研究了地铁列车运行对该研究中心内建筑结构产生振动影响的规律,针对模拟结果结合相关规范及实验设备正常工作要求进行了振动影响评价。
(5)针对广佛环线地铁列车运行对该研究中心内框架结构建筑产生的振动影响,通过改变三维有限元模型参数,将动力时程分析结果与标准模型计算结果进行对比分析,研究地铁列车运行引起框架结构建筑产生振动的响应规律,提出了减少建筑结构振动响应的建议。
最新城市轨道交通系统引起的环境振动问题
城市轨道交通系统引起的环境振动问题城市轨道交通系统引起的环境振动问题夏禾吴萱于大明摘要城市轨道交通系统对环境及周边建筑物的振动影响正在引起人们的广泛关注，本文对此问题及国内外研究状况作了系统的综述.关键词轨道交通系统环境振动影响Environmental Vibration Induced by UrbanRail Transit SystemXia He Wu Xuan Yu DamingCollege of Civil Engineering and Architecture, Northern JiaotongUniversity,Beijing 100044Abstract Influences of the urban rail transit induced vibration on the surrounding environments have aroused a great deal of public attention. The researches in China and abroad on this problem are systematically summarized in this paper.Key words rail transit system environment vibration effects1 国内外研究工作概况随着现代工业的迅速发展和城市规模的日益扩大，振动对大都市生活环境和工作环境的影响引起了人们的普遍注意.国际上已把振动列为七大环境公害之一，并开始着手研究振动的污染规律、产生的原因、传播途径、控制方法以及对人体的危害等.据有关国家统计，除工厂、企业和建筑工程外，交通系统引起的环境振动（主要是引起建筑物的振动）是公众反映中最为强烈的［1］.随着城市的发展，在交通系统设计规划中，对环境影响的考虑越来越多.这主要因为过去城市建筑群相对稀疏，而现在，随着城市建设的迅猛发展，多层高架道路、地下铁道、轻轨交通正日益形成一个立体空间交通体系，从地下、地面和空中逐步深入到城市中密集的居民点、商业中心和工业区.如日本东京市内的交通道路很多已达到5～7层，离建筑物的最短距离小到只有几米，加上交通密度的不断增加，使得振动的影响日益增大.交通车辆引起的结构振动通过周围地层向外传播，进一步诱发建筑物的二次振动，对建筑物特别是古旧建筑物的结构安全以及其中居民的工作和日常生活产生了很大的影响. 例如国家自然科学基金资助项目在捷克，繁忙的公路和轨道交通线附近，一些砖石结构的古建筑因车辆通过时引起的振动而产生了裂缝，其中布拉格、哈斯特帕斯和霍索夫等地区发生了由于裂缝不断扩大导致古教堂倒塌的恶性事件.在北京西直门附近，距铁路线约150m处一座五层楼内的居民反映，当列车通过时可感到室内有较强的振动，且受振动影响一段时间后，室内家具也发生了错位.另外，由于人们对生活质量的要求越来越高，对于同样水平的振动，过去可能不被认为是什么问题，而现在却越来越多地引起公众的强烈反应.这些都对交通系统引起的结构振动及其对周围环境影响的研究提出了新的要求，也引起了各国研究人员的高度重视［2～21］.日本是振动环境污染最为严重的国家之一，在其“公害对策基本法”中，明确振动为七个典型公害之一的同时，还规定了必须采取有效措施来限制振动.在“限制振动法”中，特别对交通振动规定了措施要求，以保护生活环境和人民的健康.T.Fujikake、青木一郎和K.Hayakawa等［9,17,21］分别就交通车辆引起的结构振动发生机理、振动波在地下和地面的传播规律及其对周围居民的影响进行了研究，提出了周围环境振动水平的预测方法.面对公众的强烈反映，英国铁路管理局研究发展部技术中心对车辆引起的地面振动进行了测试，主要就行车速度、激振频率和轨道参数的相关关系以及共振现象进行了实验研究.瑞士联邦铁路和国际铁路联盟（UIC）实验研究所（ORE）共同执行了一项计划，以A.Zach和G.Rutishauser为首的研究小组研究了地铁列车和隧道结构的振动频率和加速度特征，从改善线路结构的角度提出了降低地铁列车振动对附近地下及地面结构振动影响的途径.美国G.P.Wilson等针对铁路车辆引起的噪声和振动，提出了通过改善道床结构形式（采用浮板式道床）和改革车辆转向架构造以减少轮轨接触力的方法，降低地铁车辆引起的噪声和振动的建议.交通车辆引起的结构和地面振动是城市交通规划中的一个重要问题，由其进一步引发的周边建筑物振动以及相应的振动控制和减振措施，在规划和设计的最初阶段就应加以考虑.为此，德国的J.Melke等提出了一种基于脉冲激励和测试分析的诊断测试方法，来预测市区铁路线附近建筑物地面振动水平，并通过不同测点数据的传递函数分析研究了振动波的传播规律.F.E.Richart和R.D.Woods等则针对隔振沟和板桩墙等隔振措施进行了实验研究.此外，西班牙、捷克等国在这些方面也做了大量的测试、调查和研究工作，通过对几种不同场地土的测试结果统计，分析了列车引起的地面振动波的传播和衰减特性，并从降低行车速度、减轻荷载重量、提高路面平整度等方面提出了减少振害的措施.在国内，虽然城市建设起步得较晚，但随着现代化的进程，交通系统大规模发展的趋势是极为迅速的.由于轨道交通系统具有运量大、速度快、安全可靠、对环境污染小、不占用地面道路等优点，成为缓解城市交通拥挤和减少污染的一种有效手段.目前，我国已经拥有或正在建设地下铁道的城市越来越多，不少城市还在筹建高架轻轨交通系统.近年来在城市交通系统建设中，对于振动可能影响环境和周边建筑物内居民生活和工作的问题也进行了预测，如拟议中的西直门至颐和园轻轨快速交通系统可能对附近的文化和科研机构产生振动影响、地铁南北中轴线可能对故宫等古建筑产生振动影响、拟建的京沪高速铁路沪宁段高速列车对苏州虎丘塔可能产生振动影响等.为此，国内不少单位已开始结合北京、上海、沈阳等一些大城市修建地铁、轻轨交通系统时车辆引起的环境振动问题进行研究，发表了初步的研究成果［22～43］.2 振动的产生、传播规律及其对环境的影响对我国几个典型城市的调查结果表明，交通车辆引起的环境振动水平较高.根据铁路部门的实测，距线路中心线30m附近的振动可达80dB.地铁列车通过时，在地面建筑物上引起振动的持续时间大约为10s.在一条线路上，高峰时，两个方向1h内可通过30对列车或更多，振动作用的持续时间可达到总工作时间的15%～20％.最近在我国某城市地铁车辆段附近进行了现场测试，结果表明，当地铁列车以15～20km/h的速度通过时，地铁正上方居民住宅的振动高达85dB，如果列车速度达到正常运行的70km/h时，其振级可能还要大得多.可见由列车运行引起的环境振动已不同程度地影响了居民的日常生活.在轨道交通系统中，由运行列车对轨道的冲击作用产生振动，并通过结构（隧道基础和衬砌或桥梁的墩台及其基础）传递到周围的地层，进而通过土壤向四周传播，诱发了附近地下结构以及建筑物（包括其结构和室内家具）的二次振动和噪声.对于地下铁道，其影响因素主要有列车速度、车辆重量、隧道基础和衬砌结构类型、轨道类型、是否采用了隔振措施等，此外列车与轨道的动力相互作用也会加大振动作用.有调查表明，地铁列车在隧道内高速运行时，距轨道水平距离1.5m 处，振级平均值为81dB；24m处，振级平均值为71.6dB.这说明随着距轨道水平距离的增加，振级将不断衰减.此外，地铁振动影响的范围在很大程度上还取决于列车通过的速度及隧道的埋深.速度越高，振动干扰越强，影响范围越大(列车速度每提高一倍，隧道和地面的振动增加4～6dB）；埋深越大，影响范围越小.文献［25］采用计算机模拟的方法得到地铁列车引起的地面振动随距离的分布：在距隧道中心线40m左右的地面为加速度的局部放大区；对于1～3Hz的低频振动加速度,尽管幅值大小不同，都在0、36、60m 附近出现了放大区；对于5～6Hz的中频加速度,只有0m和30m二个放大区，距离再大时就迅速衰减；对>8Hz的高频加速度则随距离的增加而逐渐衰减.北京曾就地铁列车对环境的振动影响进行过实测，得到了与上述分布规律相同的结果.对于高架轻轨系统，其影响因素主要有列车速度、车辆重量、桥梁结构类型和基础类型、桥梁跨度、刚度、挠度等，列车与桥梁的动力相互作用也会加大振动作用.目前国内尚无建成的高架轻轨系统，无法进行现场测试.但文献［22,23］通过力学计算、文献［29］通过对铁路高架桥和路基线路的实测分析，求得高架轻轨系统在列车运行时所引起的周围地层的振动特性，得出了以下结论：(1)轻轨列车振动所引起的地面振动，在某一距离范围内，随距线路距离的增加而衰减，在达一定距离后会出现反弹增大（约在40～60m 间），但总趋势是随距离的增大而逐渐衰减.(2)轻轨系统桥梁的基础类型对地面振动的影响非常大.采用桩基时，地面振动的位移、速度、加速度值均比采用平基时的小许多，且桩基时，地面振动随距线路距离的增加而衰减的速度也较平基时大.甚至由于采用了不同的桥梁基础，沿线建筑不同楼层的振动响应也有所不同.采用浅平基础时，上面楼层的响应比下面楼层的强烈，采用桩基时各楼层的差别就小得多.(3)高架桥线路与路基线路相比，环境振动将大幅度降低.距线路中心线30m处的振动强度可降低5～10dB.(4)高架轻轨的桥梁结构设计应注意避免车桥产生共振，以减小对系统振动的影响.列车运行对大地产生的振动主要以三种波的形式传播，即横波、纵波和表面波.日本ErichiTaniguehi等的研究表明：位于地下2m深处振动加速度值为地表的20%～50%；4m深处为10%～30%.可见在车辆运行产生的环境振动中，表面波占主要地位.由于能量的扩散和土壤对振动能量的吸收，振动波在传播过程中将有所衰减.不同类型的振源，不同的振动方向，不同的传播方向以及不同的土介质，对振动的衰减也是有区别的.据文献［2,29,30,34］的实测结果知，振动强度的分布具有以下特点：从振源的频率分布上看，以人体反应比较敏感的低频为主，其中50～60Hz的振动强度较大；从列车速度的影响上看，随行车速度的提高，振动有增大的趋势；就地面振动随距离的衰减而言，距轨道中心线越近，同一列车引起的地面振动就越大，反之则越小.很多文献认为列车运行所产生的地面振动随距线路距离增加而有较大的衰减是一般规律，见图1(a).但是也有文献得出了不同的结果：文献［38］和［42］曾分别在桥梁（京沈线滦河桥，跨度32m上承式钢板梁桥，桥墩高8～10m，车速50～80km/h）和线路附近（京广线，车速25～110km/h）测试了列车通过时地面振动加速度随距离的变化规律，结果分别见图1(b)和(c).图1中G为振级；ε为各测点加速度与路基处加速度的比值.可以发现地面振动分别在距桥墩60m左右处和距线路40m左右处出现了加速度反弹增大的现象.这一测试结果是与理论计算的结果相吻合的［43］.(a)位置分布(b)桥梁附近(c)线路附近图1 实测地面振动加速度随距离的分布随距离增大而振动强度减弱的规律也适用于沿线建筑.由于列车引起的地面水平方向振动，在传导过程中的衰减要快于垂直方向的振动，因而沿线建筑物内垂直方向的振动将大于水平方向的振动.实测结果表明：建筑物的水平振动一般约小于垂直振动10dB［41］，因此在评价建筑物受铁路环境振动的影响时，可以垂直方向的振动为主.就不同楼层而言，一般来说，中低层建筑，特别是4层以下的，随着楼层的增加，振动的强度有增大的趋势.文献［41］对7座3～5层楼房的测试结果和文献［43］的理论分析结果都表明：在距列车不同的距离上，3～5层的振动强度均比1层高出约3～5dB.随列车速度的提高，附近建筑物内的振动有增大的趋势（尤其是楼房）［41，43］.而由列车引起的沿线地面建筑物振动，其振级的大小与建筑物的结构形式、基础类型以及距地铁的距离有密切的联系.对于基础良好、质量较大的高层钢筋混凝土建筑，由于其固有频率低，不易被激起较大的振动，因而其振级较之自土壤传来的振级可衰减10～20dB.在距地铁隧道水平距离32m处，高层建筑地下室内实测振级不大于60dB，1层以上则测不出地铁行驶时引起的振级；基础一般的砖混结构住宅楼可衰减5～10dB；而基础较差的建筑，如轻质结构或浅基础建筑，则衰减量很小，其振级与土壤振级接近，甚至还会出现室内振动大于室外地面振动的情况.3 减振隔振控制措施如前所述，城市轨道交通系统产生的振动可以通过结构和周围地层传播到振动影响到的区域或个人.为降低振动或控制振动的不利影响，可从降低振源的激振强度、切断振动的传播途径或在传播途径上削弱振动、合理规划设计使建筑物避开振动影响区等几个方面着手.根据有关资料，减少振源振动可采取以下几种措施［13,34］：(1)采用60kg/m以上的重轨，并应尽量采用无缝线路.重轨具有寿命长，稳定性能和抗振性能良好的特点，无缝线路则可消除车轮对轨道接头的撞击.(2)减轻车辆的簧下质量，避免车辆与轨道产生共振，这样可降低振动强度10～15dB.(3)对于地铁而言，适当增加埋深，使振动振幅随距离（深度）增加而加大衰减；采用较重的隧道结构也可降低振动幅度.(4)对于在地面上运行的轻轨系统，应首先考虑采用高架桥梁.与普通路基相比较，高架系统不但产生的振动要小，而且占地面积也小，特别适合市区.(5)高架轻轨系统的桥梁应优先采用混凝土梁以及整体性好、振动较小的结构形式；合理设计跨度和自振特性，以避免高速运行的列车与结构产生共振.另外，墩台采用桩基础，可获得较浅平基础好的减振效果.(6)采用合适的道床和轨道结构型式，增加轨道的弹性.瑞士联邦铁路和比利时布鲁塞尔自由大学等都在研究新型的弹性轨枕和复合轨枕以减小动力冲击力，并将有效地降低车辆、轨道和附近环境的振动.对地铁而言，为减少维修工作量，一般都采用整体道床，其中包套式短枕整体道床、塑料短枕整体道床、浮置板式整体道床等几种道床型式都可起到减振作用.对高架轻轨而言，道床结构形式主要有两种：一是有碴式道床结构型式，二是无碴道床结构型式.从国外情况看，美国、加拿大多采用无碴式整体道床，德国、新加坡多采用有碴道床，香港地铁高架部分均采用无碴道床，日本轻轨采用有碴道床和混凝土板式道床.从减振效果来说碎石道床优于整体道床，但碎石道床具有稳定性较差、养护工作量大、自重较大、轨道建筑高度较大且道床易污染等缺点，所以宜采用整体道床，其弹性不足的问题可以利用减振效果好的弹性扣件或其它减振措施弥补.整体道床包括无枕式整体道床，短枕式整体道床，长枕式整体道床和纵向浮置板式整体道床.其中纵向浮置板式整体道床减振效果显著，尤其是低频域减振效果更好.无论是有碴道床还是整体道床，都可在道碴或凝土板下面设置橡胶减振垫，减振效果可达10～15dB［2，4，14，34］.采用适当的弹性扣件，可以增加整体道床的弹性.例如，在北京地铁使用的DTI型和DTV型扣件中，DTV型扣件经过室内试验比DTI型扣件可减少振动5～8dB.弹性垫层是增加扣件弹性的重要组成部分.要改善整体道床的缺点，可采用高弹性垫层，以提供轨道所需用的弹性，缓冲列车的动力作用.北京地铁一二期工程采用轨下10mm橡胶垫板、铁垫板下一层塑料垫板作为弹性垫层，但发现弹性不足.北京新建的地铁和上海地铁采用轨下一层、铁垫板下两层圆柱型橡胶垫板，均能满足一般地段需要.需要指出的是，道床型式、扣件型式及弹性垫层之间都要有合理的匹配关系.为阻止表面波的传播，可采取切断振动传播途径或在传播途径上削弱振动的措施.在地表层采取挖沟、筑墙等措施有一定效果.有三种隔离模式：弹性基础、明沟和充填式沟渠.弹性基础对较高频率的隔振效果较好，但由于弹性基础的存在，轨道上的最大低频加速度会被放大，所以无论是对运行列车的平稳性还是对于周围环境的隔振来说，弹性基础并不是很理想的方法；对于明沟和充填式沟渠，一般来说，减振沟越深，其有效隔振频率的下限就越低，减振效果越好，它们可以完全切断振动波的传播，只要沟的深度足够，就可以获得理想的隔振效果.减振墙也常用来作隔振使用，其效能与减振沟类似.有试验表明，减振墙的板质、厚度和深度对减振效果均有影响.向地层下打入柱桩，形成柱列或柱阵可以获得显著的减振效果，国外已成功地采用这种措施防止地铁和其它振动对建筑物的干扰.对于点振源，在其周围设置由具有一定质量的隔振材料形成的阻波区（WaveImpedingBlock），可以很好地隔绝振动波的扩散.阻波区隔振的基本原理是利用隔振材料的振动来吸收振源传出的振动能量，其减振效果与隔振材料的质量和埋置深度、阻波区的宽度有关.台湾某高架桥系统，在桥墩的周围设置环状的阻波区后，环外地层的振动强度下降了5～15dB［45］.4 减轻轨道交通系统对周边建筑物振动影响的规划设计原则根据国内外的研究成果，为减轻轨道交通系统对周边建筑物的振动影响，规划设计中应遵循以下原则：(1)规定地面建筑物到地铁隧道或高架轻轨线路的水平距离，必须在古建筑附近修建地铁时，还应规定地铁隧道的埋深，以利用振动能量的传播衰减来降低振动水平.(2)对新规划的建筑物，应使其位置避开振动波传播的放大区；对既有的古旧建筑物或其它对振动敏感的建筑物，在规划轨道交通线时，应使振动放大区离开它们的位置.(3)在地铁及高架轻轨沿线的建筑物应以基础结构牢固的楼房为主，避免建造轻质结构或基础较浅的房屋.建筑物的振动特性应合理设计，以防止其振动频率与列车产生的振动一致而形成共振.(4)在轨道交通规划布局中，应充分老虑利用振动波的天然屏障，如河流、高大建筑物等，来隔绝振动的影响.作者简介：夏禾男1951年生教授emailhxia@作者单位：北方交通大学土木建筑工程学院，北京100044参考文献1 守田荣.振动篇——公害防止管理者国家实验讲座.东京：日本工业新闻出版社,1988.2 Volberg G.Propagation of Ground Vibrations near Railway Tracks.J.of Sound and Vibration,1983,87(2):371～3763 ORE.Question D151.Vibrations Transmitted Through theGround:［T echnical Report］.Office for REIUR,NL,1989.4 ORE.Question DT217.Measures Against Structure Borne Noise & Vibrations:［Technical Report］.Office for REIUR1,NL,1989.5 Dawn T M.Ground Vibration from Passing Trains.J.of Sound and Vibration,1979,66(3):355～3626 Dinning M G.Ground Vibration from Railway Operations:［Rapporteur′s Report］.J.of Sound andVibration,1983,87(2):387～3897 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地铁盾构隧道施工及运营诱发振动研究
地铁盾构隧道施工及运营诱发振动研究摘要：地铁在施工和运营过程中引起的振动和噪声如果过大可能影响地面建筑的正常使用。
通过综述针对地铁隧道盾构施工和运营过程中产生振动的理论计算、数值模拟、现场实测的研究，总结振动产生的原因、传播衰减的过程与受振对象的响应，提出降低振动的措施建议，为实际工程中隧道施工和运营提供参考。
关键词：隧道；盾构施工；振动1.引言盾构施工产生的振动主要包含两个部分，其一是盾构掘进时刀盘刀具切削岩土体、刀盘与地层之间复杂的相互作用产生振动，其二是盾构自身运行产生的机械振动。
列车运行时的问题主要是由列车与轨道之间的振动（如地铁车轮多边形磨损引起的振动）与移动位置的变化所引起的。
振动在土壤介质中传播、衰减是土木工程领域研究的重要课题，以隧道为振源，振动向隧道上方的空间传播，一部分以弹性波的形式释放，一部分在土的阻尼作用下衰减，弹性波传至建筑引起建筑与屋内物品的二次振动。
盾构下穿古建筑、博物馆等敏感建筑物时需要着重考虑施工引起的振动；在运营阶段隧道振动对周围环境产生的噪音过大会引起居民投诉。
所以盾构隧道掘进阶段的研究主要关注盾构引起的振动（假定土体沉降等满足规范要求），运营阶段倾向于关注噪音。
2.盾构施工阶段的振动与传播Nelson（1984年）对布法罗四台掘进机在硬岩中产生的振动进行了监测发现掘进后几分钟就出现了均匀的正弦曲线。
掘进产生的振动频率大致在30~90Hz，测点距离掘进机5~45m。
巴尔的摩盾构隧道在35~62m的距离位置测得主频率为10~30Hz。
国内，北京工业大学对盾构阶段引发的振动研究较多，陶连金以北京十号线二期工程为背景研究得出砂卵石地层盾构产生振动主要是刀盘与土体切割产色的，刀盘附近振动主频在30Hz以上。
随着距离的增加，频率逐渐降低，在水平距离为40m的地表，砂卵石地区振动频率衰减至20Hz以下。
刀盘处地表振级达80dB，地表水平距离刀盘20~30m时衰减至60dB以下。
地铁交通引起的环境振动的实测与分析
第26卷第4期2006年8月地 震 工 程 与 工 程 振 动E ARTHQUAKE E NGI N EER I N G AND E NGI N EER I N G V I B RATI O N Vol .26,No .4Aug .2006收稿日期:2005-07-29; 修订日期:2006-01-14 基金项目:国家自然科学基金项目(50478042);广东省科技计划项目(2003C33303) 作者简介:闫维明(1960-),男,教授,主要从事结构振动控制与工程振动研究.文章编号:100021301(2006)0420187205地铁交通引起的环境振动的实测与分析闫维明1,聂 晗1,任 珉2,冯军和1,张 袆1,陈建秋2(1.北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室,北京100022; 2.广州大学工程抗震研究中心,广东广州510405)摘要:本文根据现场实测数据,对某地铁交通1号线沿线典型区段引起的环境振动实况和振动特性及传播规律等进行了分析研究。
结果表明,地面振动Z 振级主要由测点到轨道中心的水平距离决定,并且在离开地铁隧道中心线一定距离范围内,地面振动Z 振级存在振动放大区。
此外,本文还根据实测资料和现有研究成果提出了该地铁1号线引起环境振动Z 振级的统计回归公式。
该式从数学表达式的角度反映了振动信号的放大效应,可为预测或估计地铁运营诱发的环境振动提供参考。
关键词:地下铁道;环境振动;振动实测;Z 振级;振动放大区中图分类号:P315.952.6 文献标识码:AI n situ exper i m en t and ana lysis of env i ronm en t a l v i bra ti on i n ducedby urban subway tran sitYan W ei m ing 1,N ie Han 1,Ren M in 2,Feng Junhe 1,Zhang Yi 1,Chen J ianqiu2(1.Beijing Laborat ory of Earthquake Engineering and Structural Retr ofit,Beijing University of Technol ogy,Beijing 100022,China;2.Research Test Center of Earthquake Engineering,Guangzhou University,Guangzhou 510405,China )Abstract:The reality,the mechanis m and the p r opagati on of the envir onmental vibrati on induced by the No .1Route of a sub way are studied by in situ experi m ental method .The analysis results suggest that Z directi on envir on 2ment vibrati on trans portati on is contr olled by the level distance fr om tunnel central line and a mp lified at certain dis 2tance a way fr o m tunnel centre .Based on the observed dataset and existing research results a statistic regressi on for 2mula is p resented t o p redict the envir onmental vibrati on induced by the No .1Route of this subway .It reflects the existence of envir on ment vibrati on a mp lificati on by means of mathe matical exp ressi on and will p r ovide a reference for p redicting envir on mental vibrati on .Key words:metr o;envir onmental vibrati on;vibrati on measure ment;degree of Z directi on vibrati on;vibrati on a m 2p lificati on引言随着经济的发展和城市人口的增多,交通问题日益突出。
地铁运行所致建筑物振动的传播规律分析
[1]
10070 —88 )的限值 。为了进行地铁运行影响下的建
筑环境振动分析 ,本文首先进行了实测分析 。 [2] 有关环境振动影响下建筑的反应 , Hao 等 对大 城市汽车引起的建筑振动进行分析 , 得出一般交通影 响下 ,建筑不致发生破坏 , 而对建筑内居民和精密仪 器将产生较大影响 , 建筑顶层楼板振动反应最大 。已 有研究表明 ,列车引起建筑物的水平振动一般比垂向 振动小 10 dB 以上 , 沿线建筑物内垂直方向的振动将 大于水平方向的振动 。已有研究一般采用过于简化 的平面模型 , 只适合规则建筑 , 对于平面不规则的建 筑很难适用 。为此 ,本文进行了三维建筑的环境振动 分析 。
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第 42 卷 第 5期
王田友等 ・ 地铁运行所致建筑物振动的传播规律分析
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土 木 工 程 学 报
2009 年
与地震作用不同 , 地铁环境振动在地面的衰减很 快 ,建筑平面规模较大时 , 宜采用多点激励输入 。现 有关于多点激励的研究一般用于大跨结构抗震分析 , 如大跨桥梁等
摘要 : 对上海地铁一号线的环境振动影响进行地面实测分析并与标准限值进行比较 ,分析了实测值中不同振动频 率成分的衰减规律 。首先利用基底输入加速度时程的一致激励法进行三维建筑的振动分析 , 讨论建筑内振动传播 的总体规律和频率成分变化规律 ,得出多层建筑中振动逐层放大的结论 。然后采用三维基准建筑模型 , 分别由大 质量法和相对位移法两种方法 ,比较多点激励环境振动分析的两种不同基底输入方法 , 验证大质量法的多点激励 计算方法的正确性和采用加速度时程输入时的适用性 。进一步采用大质量法进行平面规模较大建筑的多点激励 环境振动分析 ,得出多点激励法的 Z振级计算值比一致激励法小很多从而一致激励法偏于安全的结论 。 关键词 : 地铁 ; 振动 ; 建筑物 ; 多点激励 ; 大质量法 中图分类号 : O327 文献标识码 : A 文章编号 : 1000 2 131X ( 2009 ) 05 2 0033 2 07
地铁列车引起的地面振动及隔振措施研究的开题报告
地铁列车引起的地面振动及隔振措施研究的开题报告标题：地铁列车引起的地面振动及隔离措施研究研究背景：随着城市地铁的建设越来越普及，地铁列车引起的地面振动对周围环境和建筑物产生的影响越来越受到关注。
地铁列车通过地下隧道通行时，会产生较大的振动和噪声，对地面建筑物和环境造成不同程度的影响，包括结构破坏、人员安全、生活质量等问题。
因此，对地铁列车引起的地面振动进行研究，并采取有效的隔离措施，具有重要的实际意义和应用价值。
研究内容：本研究旨在探索地铁列车引起的地面振动及其对周围建筑物和环境的影响，并研究不同隔离措施的可行性及效果。
具体研究内容包括：1. 地铁列车引起的地面振动特性及其影响机理的分析和研究。
2. 对地铁列车所产生的地面振动及噪声数据进行实测，分析其空间分布及传播规律。
3. 结合现有文献和国内外经验，探讨不同隔离措施的可行性及效果，并选取最优解进行深入研究。
4. 通过仿真及实验验证，对隔离措施的效果进行评价和分析。
研究意义：本研究可为城市地铁建设和运营提供科学依据，为降低地铁列车引起的地面振动及噪声污染，保证周围环境和建筑物的安全和舒适性，提供有效的措施和建议。
同时，研究如何有效减少地铁列车的振动和噪声，也具有一定的科研意义。
研究方法：本研究主要采用实地测量、仿真模拟和实验室试验相结合的方法，对地铁列车引起的地面振动进行分析和评估。
具体方法包括：1. 通过实地测量和测试，获取地铁列车所产生的地面振动和噪声特性参数。
2. 利用有限元分析方法和振动响应仿真技术，对地铁列车在地下隧道中行驶时所产生的振动及噪声进行数值计算和分析。
3. 采用复合材料隔振器进行实验，验证不同隔离措施的效果，分析其隔振性能和技术经济性。
研究计划：本研究计划分为的三个阶段：1. 前期准备阶段（2个月）：对国内外相关文献进行搜集和整理，了解地铁列车引起的地面振动及相关技术现状；制定具体研究方案和计划，并准备实验室和现场实验所需设备和材料。