地铁运行引起的小半径曲线隧道周边地表动力响应分析

作     者：龚叶锋 GONG Yefeng

作者机构：上海城建数字产业集团有限公司上海200082 

出 版 物：《施工技术（中英文）》 (Construction Technology)

年 卷 期：2024年第53卷第11期

页      面：84-93页

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主　　题：地铁 小半径曲线 地表振动 现场测试 数值模拟 

摘      要：以某市地铁区间隧道工程为背景,开展地铁在小半径曲线隧道中运行诱发振动的现场实测,分析邻近区域地表振动的时频特性,并进行环境振动评价。在此基础上,采用ABAQUS有限元软件建立轨道-轨枕-道床-隧道-地基土体的三维有限元模型,计算地铁曲线段运行时诱发的地表振动,分析隧道埋深和列车运行速度对地表振动的影响规律。研究结果表明:地铁列车曲线段行驶产生的水平振动速度峰值是竖向振动速度峰值的1.5~2.0倍;水平振动主频率分布在10~20Hz和80~90Hz范围内,随着距离增加,高频部分衰减迅速。与直线隧道相比,地铁列车曲线段运行产生的地表水平振动响应大于直线隧道情况,而在竖直方向则相反。此外,随着隧道埋深的增加,地表各点水平振动速度峰值线性衰减,且隧道埋深对水平振动速度的影响大于对竖向振动的影响;隧道埋深对水平方向振动的主频率基本不产生影响。地表水平振动速度峰值与列车行驶速度大致呈抛物线关系;地表各点竖向振动速度峰值也随列车行驶速度增加而增大,但增大幅度小于水平振动;地铁列车行驶速度对其引发环境振动的频率影响显著,车速越大,环境振动主频越高。