地铁环境振动中人工边界的

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轨道交通系统振动噪声对周边区域环境影响评估

轨道交通系统振动噪声对周边区域环境影响评估

轨道交通系统振动噪声对周边区域环境影响评估随着城市化进程的加速,轨道交通系统成为现代城市不可或缺的交通工具。

然而,随之而来的问题之一是轨道交通系统所产生的振动噪声对周边区域环境的影响。

本文将从振动和噪声两个方面探讨轨道交通系统振动噪声对周边区域环境影响的评估方法和相应的控制措施。

首先,我们需要了解轨道交通系统产生噪声和振动的原因。

轨道交通系统噪声主要来源于列车行驶时与轨道、空气和车体之间的摩擦和空气动力效应。

而振动则是由轮轨交互作用和列车行驶时的震荡力引起的。

在评估轨道交通系统的振动噪声对周边区域环境的影响时,需要考虑以下几个因素。

首先,评估轨道交通系统振动噪声对周边区域环境的影响需要量化噪声和振动的水平。

这可以通过使用专门的测量设备和技术来实现,例如使用噪声传感器和加速度传感器等。

这些设备可以帮助我们准确地测量噪声和振动水平,并得出数据。

同时,还应该考虑评估持续时间和频率特征,因为长期暴露于高频率的噪声和振动会对人体健康和生活质量产生负面影响。

其次,评估轨道交通系统振动噪声对周边区域环境的影响还需要考虑噪声和振动对人类和动物的健康影响。

过高的噪声水平会对人体的听力、睡眠质量和心理健康产生负面影响。

而过强的振动会对建筑物的结构稳定性和居民的生活质量产生不利影响。

因此,需要进行相关的健康影响评估,以确定噪声和振动水平是否超过国际标准和卫生法规的限制。

此外,振动噪声对环境的影响评估也应考虑社区居民的意见与需求。

轨道交通系统建设通常会带来改善交通流动性和便利性的好处,但与此同时,也会给周边居民带来噪音和振动的困扰。

因此,在评估振动噪声的影响时,需要进行社会参与,听取周边居民的意见和要求,以制定适当的控制措施。

最后,为减少轨道交通系统振动噪声对周边区域环境的影响,我们可以采取一系列的控制措施。

首先,可以通过技术和工程手段来减少噪声和振动的产生,例如通过改进道岔和轮轨结构,使用低噪声车轮和减振装置等。

其次,可以通过合理规划轨道交通线路,避免将轨道交通系统直接布置在居民密集区域,从而减轻周边居民的噪声和振动暴露。

地铁车站抗震设计分析

地铁车站抗震设计分析

地铁车站抗震设计分析摘要:地铁地下结构是城市重要的公共基础设施,对城市生命和经济具有重大意义,因此对地铁地下结构进行抗震设计是非常必要的。

本文以某标准两层车站为计算模型,采用反应位移法和时程分析法两种方法进行地铁车站结构地震反应计算,并结合相关规范对计算结果进行了分析讨论,为类似工程及地下结构抗震研究具有一定的参考意义。

引言随着城市化的不断发展,为解决交通拥挤及效率问题,我国各大城市地铁建设迅猛发展。

地铁工程是城市重要的社会公共基础设施,其结构复杂且一旦损坏难以修复,会造成重大的经济损失。

而地铁等地下结构在地震中遭受重大震害的情况已有先例,如1985年墨西哥Ms8.1级地震造成的地铁隧道和车站结构破坏、1995年日本阪神Ms7.2级地震引起神户市大开地铁车站的严重破坏[1-3],因此对地下结构进行抗震分析是十分必要的。

众多学者对地铁等地下结构的抗震理论及规范进行了研究。

刘晶波等[4]阐述了地下结构抗震分析的五个关键问题,包括动力分析模型、结构-地基系统动力相互作用问题分析方法、地铁地下结构地震破坏模式和抗震性能评估方法、抗震构造措施,和地铁区间隧道穿越地震断层的设计方案及工程措施。

侯莉娜等[5]将《城市轨道交通结构抗震设计规范》和地上民用建筑抗震设计规范进行了对比分析,指出地铁地下结构可遵循“两水准、两阶段”的设计思路及地下结构抗震设计地震动参数应与其设计基准期一致等。

陈国兴等[6]对地下结构震害、动力离心机和振动台模型试验,以及工程师在地下结构抗震分析中可能用到的有效设计与分析方法等方面涉及的重要问题进行了简要和全面的回顾。

本文结合某标准两层车站的工程实例,阐述地铁地下结构抗震反应分析方法,并对计算结果进行分析,为城市地下结构抗震评估提供一定参考。

1.车站抗震反应分析概况1.1工程概况车站结构型式为地下两层两跨箱型框架结构,明挖法施工,标准段宽为20.1m,基坑开挖深度约为17m。

标准段剖面图如图1所示。

实例分析地铁车站抗震设计

实例分析地铁车站抗震设计

实例分析地铁车站抗震设计引言1地铁车站震害实例分析在阪神地震中,神户市地铁多数车站有震害现象发生,尤其是大开车站(Daikai Subway Station)和上泽车站(Kamisawa Station),破坏最为严重,混凝土中柱开裂倒塌、顶板和楼板断裂坍塌、侧墙开裂等破坏现象随处可见。

其他车站的中柱、顶板、楼板和侧墙部位也有破坏现象,但总体来说,破坏较为轻微。

该车站用明挖法于1964年建成,中间柱(400×1000�,�3.5m)约30根完全破坏,顶板下沉约3m,车站断面变成M形,中柱上端或下端混凝土剥落,钢筋屈曲。

在线路方向及垂直方向上,轴向钢筋鼓出,箍筋也有许多破坏的,在侧墙的隅角部位也发生裂缝及变位但无显著破坏。

国内外学者根据地铁车站结构在阪神地震中出现的严重破坏进行了许多研究,结果表明:(1)中柱是地铁车站结构抗震的薄弱环节,对其抗震性能的设计应引起重视;大开车站的中柱是由于水平和竖向地震作用下产生了较大内力,从而导致了整个地下结构的破坏;(2)直下型地震的强地面运动破坏作用对地铁车站的破坏很大;(3)采用冲量理论分析竖向地震作用对中柱破坏的影响,发现竖向地震动作用下地下结构所产生的内力比水平地震动作用下产生的内力还要大,这能较好的解释中柱破坏的震害现象,说明竖向地震作用对地铁车站结构的破坏有显著影响。

2 地铁车站震害机理分析地铁车站震害形态的差异与地震强度、震源距、地震波的特性、地震力的作用方向、地质条件、车站结构与周围土体介质的相对刚度及施工方法、施工的难易程度等有密切关系。

根据以往地下结构在地震时所表现的行为可知,地震的主要或次要效应均可使车站结构遭受破坏。

该效应包括两个方面:第一种效应是土体失稳,指土体的变形、差异位移、震陷和液化。

该类型的破坏多数发生在水文地质条件变化较大、断层破碎带、浅埋地段或车站结构刚度远大于周围土层刚度的土体介质中,是目前公认的主要破坏形式。

第二种效应是地震惯性力,指强烈的地层运动在结构中所产生的惯性力所造成的破坏。

轨道交通系统对周围建筑物的振动影响

轨道交通系统对周围建筑物的振动影响

第十届奎目工程设计计算机应用学术会议论炙集广东.广州2ooo轨道交通系统对周围建筑物的振动影响曲经建夏禾曾攀(北方交通大学土木建筑学院北京1000“)【囊要】:哺着我国人民生活水平的提高.轨道交通系统对周围环境及临近建筑物的振动影响越来越引起人们的关注,并且髓着我田城市轻孰交通系统的兴建,使环境振动污染的问慝更加突出.本文对此目愿进行了系统的缘述.井提出了减少建筑物振动的措施.1.引言在欧美等西方发达国家,轨道交通系统引起的振动对周围环境的影响早已引起人们的注意.并且把振动列为七大环境公害之一Ⅲ.而在我国.随着经济的发展,人们生括水平的提高.振动问题也引起了一些专家学者的注意。

振动试验表明,振动对于居住在铁路线周围的居民的影响非常大,并且危害人们的身心健康.当振动加速度达到65dB时,对睡觉有轻微影响:振动加速度达69dB时.所有轻睡的人将}《惊醒;振动加速度达到74dB时,除酣睡的大,一般情况下,其他人{g惊醒”】。

铁道部劳动卫生研究所通过对我国几个典型城市的铁路环境振动的现场实测,考察了铁路沿线居民区受列车运行引起的环境振动污染现状,测试结果表明,离轨道中心线30米之内区域的振级大部分接近80dB.这样高的振级将极大的影响铁路沿线居民的日常生活及身心健康。

因此,着手研究振动污染规律、振动产生的原因、振动传播途径及控制方法具有非常重要的意义.在我国,随着现代化的进行,交通系统大规模发展的趋势极为迅速。

由于城市轨道交通系统(包括地下铁道和城市高架轻轨)具有运量大,速度快,安全可靠,对环境污染少,不占用一般道路等优点,已成为解决城市交通拥挤和减少污染的一种有效手段。

国内已经拥有和正在建设的地下铁道系统的城市越来越多,而且不少城市还在筹建轻轨交通系统。

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闷露也进行了预测j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文化和科研机构产生的振动和噪声影响、地铁南北中轴线可能对故宫等古建筑的振动影响。

地铁邻近建筑环境振动预测及传递规律分析

地铁邻近建筑环境振动预测及传递规律分析
a s t h e r e s e a r c h o b i e c t .B a s e d o n t h e d y n a mi c r e s p o n s e a n a l y s i s t h e o r y, t h r e e—d i me n s i o n a l i f n i t e e l e me n t mo d e l
P r e d i c t i o n a n d a t t e n u a t i o n l a w a n a l y s i s o f e n v i r o n me n t v i b r a t i o n o f me t r o a d j a c e n t b u i l d i n g
E a s t C h i n a J i a o t o n g U n i v e r s i t y , N a n c h a n g 3 3 0 0 1 3, C h i n a )
Ab s t r a c t : N a n C h a n g N o . 2 s c h o o l ’ S d o r m i t o r y w h i c h i s a n a d j a c e n t b u i l d i n g o f N a n c h a n g M e t r o L i n e 1 w a s t a k e隧道 ; 整体道床 ; 钢 弹簧 浮 置板 道 床 ; 1 / 3倍 频 程 ; 隔振 ; 振 动 传 递 函数 ; Z振 级 中图 分 类 号 : T B 5 3 3 . 2 文献标志码 : A 文章 编 号 : 1 6 7 2— 7 0 2 9 ( 2 0 1 5 ) 0 3— 0 5 0 2— 0 7

地铁运行对地面环境的振动影响

地铁运行对地面环境的振动影响

对于地基部分, 计算宽度 b = 150 m, 高度 h = 100 m。地铁车站在地基中的埋深 d i = 5 i m ( i = 1 , 2 , 3 , 4 , 5), 共建立 5 个模型。图 2 所示为地铁车站埋深 5 m 时划分网格后的计算模型。 1 . 2 材料本构模型选取 1 . 2 . 1 混凝土 由于主要考虑地面土体的振动情况, 且由地铁运行引起的地面振动幅度相对较小 , 列车运行过程中车站 结构一直处于小变形阶段 , 因此采用线弹性模型比较合理。混凝土材料参数取值为: 密度 = 2 643 kg /m , 杨氏 模量 E = 3 . 102 7 1 . 2 . 2 地基土体 土体是一种强非线性材料 , 文中选取比较成熟且应用广泛的 Duncan Chang 模型。该模型虽然以常规三 轴试验为基础, 但是已经考虑了加卸载模量的不同 , 并存在加卸载准则
第 26 卷 , 增刊 2010 年 12 月




工 程
W ORLD EARTHQUAKE ENG I N EER I NG
V o. l 26 , Supp. l D ec . 2010
文章编号: 1007 6069( 2010) 04 0310 05
地铁运行对地面环境的振动影响
孟宪春, 景立平, 孙海峰
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方地面点为研究对象。按照式 ( 5)、 式 ( 6)将监测点的振动时程换算成分贝坐标, 并进行归一化处理, 得到该 点相对振动加速度级随输入频率的变化曲线, 图 5 表示埋深为 15 m 时, 监测点的振动随输入荷载频率的变 化曲线。从图可以看出, 地面点的振动与输入荷载的频率有明显的关系。存在某一特定频率, 当荷载以该频 率施加时, 地面点的振动最为强烈; 当荷载频率小于或者大于此特定频率时 , 地面点的振动将减小。因此 , 在 进行设计地铁时 , 可通过选址改变此特定频率 , 使其远离列车荷载的频率。 2 . 2 地铁车站不同埋深时地面点的振动规律 考虑埋深不同时地面的振动情况。输入前述实测加速度时程 , 按照式 ( 5) 、 式 ( 6) 将各个点的振动时程 换算成分贝坐标 , 并进行归一化处理 , 得到此范围内的地面点在地铁车站不同埋深时的相对振动加速度级, 如图 6 所示。

高速列车运营引起的地面振动综述

高速列车运营引起的地面振动综述

高速列车运营引起的地面振动综述发表时间:2018-06-06T11:58:08.057Z 来源:《知识-力量》2018年5月上作者:彭也也[导读] 随着城市化进程的加快和人们生活质量的提高,高速列车运营引起的沿线地面的振动问题越来越引起人们的关注。

对高速列车运营引起的环境振动问题的国内外研究进行了综述,(西南交通大学地球科学与环境工程学院,四川成都 610031)摘要:随着城市化进程的加快和人们生活质量的提高,高速列车运营引起的沿线地面的振动问题越来越引起人们的关注。

对高速列车运营引起的环境振动问题的国内外研究进行了综述,同时,全面分析了环境振动对人们工作、生活的影响、振动产生的原因、振动预测模拟等方面的问题。

关键词:环境振动;高速列车;现场实测;数值分析随着我国高速铁路的快速发展,由此产生的环境振动问题愈加突出。

减小高速铁路运营产生的环境振动,是提高沿线居民的生活质量,使高速铁路交通实现可持续发展的关键之一。

1.振动的产生及传播高速铁路振动产生于运行列车车轮与钢轨之间的耦合冲击,即列车在轨道上行驶时,由于车轮与道岔、钢轨等的碰撞以及线路不平顺等原因产生振动,对建筑物内民众的工作、生活和学习造成不利影响。

轨道交通振动主要激励机理如下:(1)移动荷载(准静态)激励,如由列车移动荷载引起的轨道和支承介质的移动变形。

在固定位置为时变动态作用,并在轨道和地面产生弯曲波;(2)轮轨粗糙度引起的激励,如接触面的随机不平顺,钢轨和车轮引起系统(车辆/轨道)受迫振动;(3)参量激励,对具有离散钢轨支承的轨道(如道砟上的轨枕),车轮可以看作与其位置有关的钢轨的刚度变化。

车辆和轨道受移动动态力激励。

车辆速度和支撑间距确定了支承通过频率。

同理,轴距和车辆转向架间距产生其他谐波成分,一旦这些频率与车辆和轨道系统的固有频率一致,则在车辆轨道和周围环境间产生相当大的激励;(4)钢轨不连续(如道岔间隙,钢轨接头间隙,低钢轨接头间隙等)产生冲击力。

地铁运行对建筑物及环境振动的影响

地铁运行对建筑物及环境振动的影响

城市轨道交通具有运量大、经济性好、绿色环保特点,能够解决大中型城市的交通拥堵问题,但是其运行引起的振动对沿线人们的工作和生活造成一定的影响。

目前这个问题受到越来越多的关注,特别是轨道交通沿线地域进行建筑开发时,既有地铁线路的振动将会传导至建筑基础,引起建筑结构振动,影响建筑的开发品质。

因此,针对此类问题需开展振动预测专项研究。

1 项目概况前海二单元五街坊项目(简称五街坊项目)位于深圳市前海深港现代服务业合作区,包括A区02-05-03~05地块,B区02-05-06~08地块,用地面积2.52万m2,建筑面积约为13.00万m2,主要功能为办公和商业,项目容积率为5.27~8.76,建筑限高150 m。

根据项目开发规划,针对A区开展振动预测研究。

由建筑方案得知,A区拟建3号楼(高150 m)、4号楼(高96 m)和5号楼(高54 m);设地下室1—3层,基坑开挖深度为8.9~17.1 m。

地铁资料表明,A区地块位于某地铁线路上方,下穿五街坊项目的线路里程为K17+150—250。

地铁上下行分别采用不同的减振措施,其中上行采用橡胶减振垫道床,下行采用双层非线性压缩型减振扣件,同时在上下行轨道上铺装钢轨吸振器。

由地铁线路与五街坊项目平面位置关系得知,地铁线路上下行从5号地块正下方经过,下行下穿4号楼裙房,距3号楼约33 m;上行距4号楼约20 m,距3号楼50 m。

其运行将引起建筑结构的振动,对居住和工作环境造成影响。

2 振动评价标准五街坊项目建筑规划用途为商业、办公及部分居住,国家标准《城市区域环境振动标准》[1]对建筑室外0.5 m 以内区域环境振动采用铅垂向最大Z振级[2](VL Zmax)进行了规定,“混合区、商业中心区”昼间振动不得超过75 dB,夜间不得超过72 dB。

《城市轨道交通引起建筑物振动与二次辐射噪声限值及其测量方法标准》[3]结合建筑物室内振动频谱特点,针对易产生人体烦恼且容忍度较差的低频振动(4~200 Hz)采用分频最大振级(VL max)进行限制;“居住、商业混合区,商业中心区”昼间不得超过70 dB,夜间不得超过67 dB。

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的边界处理方法可以极大的提高分析的精度 。本文基于 ABAQUS 软件, 采用谐分析对一般环境振动所关心的频 率范围内粘弹性边界和无限元边界的使用进行了探讨 。 研究结果表明: 粘弹性边界和无限元边界都能极大的提 并且无限元边界的效果优于粘弹性边界; 计算误差的出现主要在低频荷载, 高频荷载产生的误差 高计算精度, 较小。 【关键词】 环境振动; 人工边界; ABAQUS; 谐分析 【中图分类号】 TU476 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001 - 6864 ( 2012 ) 11 - 0107 - 03
[ 1] Andrawes K Z. The finite element method of an - alysis applied to soil geotextiles system[C]. Proc. 2nd Int. Conf. on Geotextiles, LasVegas, 1982 : 695 - 700. [ 2] 杨晓华. 土工格室加固的饱和黄土地基工程性状和承载力的试 J] . 长安大学学报( 自然科学版) , 2004 , 24 ( 3 ) : 5 - 8. 验研究[ [ 3] 谢永利, 俞永华, 杨晓华. 土工格室在处治路基不均匀沉降中 2004 , 17 ( 4 ) : 7 - 10. 的应用研究[J]. 中国公路学报, [ 4] 顾良军, J] . 公路 余钢. 土工格室加固地基的承载力计算探讨[ 2011 , 28 ( 3 ) : 6 - 11. 交通科技, [ 5] 傅珍, 王选仓, 陈星光, 等. 土工格室处理高速公路拓宽结合部 2007 , 28 ( 1 ) : 76 - 79. 分析[J]. 郑州大学学报( 工学版) , [ 6] 张胜, 赵华宏. 土工格室在软土地基处理中的应用与研究[J]. 2004 , 21 ( 4 ) : 37 - 39. 公路交通科技,
3
结语 ( 1) 铺设于路基底部的土工格室能显著减少新
[ 5] 刘文白, 邓益兵. 土工格室加固路堤的数值模拟与现场试验 [J] . 湖南大学学报 自然科学版) , 2008 , 35 ( 11 ) : 249 - 254. [ 8] JTJOl4. 97 , 公路沥青路面设计规范[S]. [ 收稿日期] 2012 - 07 - 18 [ 作者简介] 郑俊清( 1984 - ) , 男, 福建平和人, 硕士, 研究方 向: 岩土工程。
0
引言 目前, 我国有超过三十个城市已经拥有或正在规
围的环境振动的预测显得十分必要 。 目前, 主要采用 实测分析和数值模拟分析等方法对该问题进行研究 。 在数值模拟中, 对于土体等无限介质, 只能取有限区 这样就会产生计算误差 。 人工边界 域进行计算分析, 是通过引入边界单元, 以减少有限元边界对地基中各 种波动在边界上的反射, 目前已经发展了很多种类, 如黏性边界
[2 ] [3 ] [4 ] 、 旁轴近似边界 、 透射边界 、 黏弹性
十二五期间轨道交通将成为继 划修建轨道交通系统, 高铁之后国家投资重点; 全国城市轨道交通在建的总 里程超过 1600km, 在建车站 1128 座, 路线 83% 为地下 工程
[1 ]
。然而地铁运营所带来的环境振动问题极大
对地铁运行时引发周 的影响了周围居民的正常生活,
路基的竖向变形及侧向变形, 且能有效协调新老路基 的不均匀沉降 。 ( 2) 土工格室的加固效果并不随土工格室伸入 老路基深度的增加而增加, 这是由于土工格室在铺设 过程中对老路基土体造成扰动致使其强度折减 。
108

[5 ]





2012 年第 11 期( 总第 173 期)
边界
[6 ] 、 无限元边界 等 。 本文将探讨 ABAQUS 中黏
1. 1
为二维柱面波的基础上提出了二维黏弹性动力人工 边界 。上述二维和三维黏弹性动力人工边界可以等 效为在人工截断边界上设置连续分布的并联弹簧 — 阻尼器系统, 其中弹簧元件的弹性系数 K 及黏性阻尼 器的阻尼系数 C 的计算公式如下: G , C = ρc s 切向: K = 2R 法向: K = 2G , C = ρc p R ABAQUS 中的无限元单元包括平面应力单元 、 平 面应变单元 、 三维无限元单元等, 如 CINPS4 为四边形 CINPE4 为四边形平面应变无限 平面应力无限元单元, 元单元 。ABAQUS 是通过组成单元的节点顺序来确定 无限元单元的延伸方向的 。 如 CINPE4 单元中前两个 这样才能保证无限元单元 节点为与有限元共有节点, 2节 的延伸方向是从近区到远区, 即图 1 ( a ) 中的 1 、 点。无限元单元延伸方向不能相交, 如图 1 ( b) 中的边 1 - 4 和边 2 - 3 。ABAQUS 软件 CAE 操作中不能定义 无限元单元, 通常可先定义节点数目相同的某一有限 元单元, 再通过在 INP 文件中更改单元类型, 实现无限 元单元的定义 。 2 计算与分析 计算模型 2. 1
祝甜甜等: 地铁环境振动中人工边界的分析
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地铁环境振动中人工边界的分析
1 2 祝甜甜 , 李秀强
( 1. 烟台宏源热电设计有限公司, 山东
烟台 264002 ;
2. 华润置地( 山东) 发展有限公司, 济南 250000 )
【摘
要】 地铁引发环境振动分析中, 如何正确模拟模型边界处波的振动情况是数值分析的关键问题, 合理
弹性边界和无限元边界的使用, 计算不同频率下地表 的振动反应分布, 便于下一步的地铁振动预测 。 由于 对环境振动的频率范围一般为 1 ~ 80Hz, 本文也将讨 论的频率范围限定在此范围内 。 1 人工边界 黏弹性边界 为了克服黏性动力人工边界精度不高和低频漂
[8 , 9 ] Deeks[7]、 移失稳等缺点, 刘晶波等人 在假定散射波
櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀
路基结合部的填土侧面的水平位移的变形幅度随土 工格室伸入老路基的深度增加而出现拐点, 即在同一 工况下与土工格室接触的新路基填土的侧向位移较 上层土有所减少。 ( 3) 铺设土工格室可以增加路基整体刚度和承
载能力, 使土中的附加应力趋于均匀, 因此, 土工格室 伸入到老路基的深度一般取 1 ~ 2m 即可 。 参考文献
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