大城市地下轨道交通振动与强地面运动观测的研究

作     者：董霜 

作者单位：中国地震局地球物理研究所 

学位级别：硕士

导师姓名：朱元清

授予年度：2004年

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：地面运动强度,烈度,地震波,地脉动,频谱分析,城市轨道交通,振动 

摘      要：本文研究了城市地下轨道交通振动的产生机理，城市地下轨道交通轮轨系统线性简化模型，以及城市地下轨道交通引发地面振动的传播规律的理论研究。以某音乐厅近地铁线路的移位实际工程为例，通过对平移工程各工况的跟踪测试，以80多次测试结果分析为依据，研究了地下轨道交通振动对该建筑的影响，并进行了隔振分析。详细阐述了大城市强地面运动观测系统的设计与实现，介绍了该系统核心软件的设计及其在Windows平台下VC++语言的实现，着重介绍了该软件开发的技术特点。 论文共分五章，各章节具体内容如下： 第一章为引言，阐明本文研究背景，说明本文研究的必要性;分别阐述了国内外对地下轨道交通振动及强地面运动观测研究的传统研究思路，以及前人已经取得的成果;概述了本文的主要内容。 第二章详细介绍了城市地下轨道交通振动的研究概况，研究模型和理论方法，并对轮轨系统的线性简化模型进行分析，对城市地下轨道交通引发地面振动的传播及衰减进行了理论分析和实例分析，得出振动能量随距离的增加而衰减，振动频率丰富，主要集中在50-80Hz，高频能量衰减较低频快。 第三章通过近地铁线路建筑平移工程的实例分析，研究了城市地下轨道交通振动对建筑的影响。分析了人对地铁振动的感应与舒适度，以及地铁振动引发的噪声分析;对移位工程各工况下各结构测点的测试结果进行数据处理，通过频谱分析和对比分析，得出地下轨道交通引发地面振动，进一步引发周边建筑二次结构振动与二次结构噪声，其对建筑物的影响与建筑的结构、刚度和建筑主体的重量有关。最后，对该建筑的隔振效果进行了分析，并综述了地下轨道交通振动的控制措施。 第四章详细介绍了强地面运动观测系统各子系统的设计与实现，并阐述了其核心软件的实现与升级。软件在Windows平台下，采用VC++语言编制。对其数据传输，实时判震计算，保存数据以及地震参数计算，并向显示窗口传递消息等功能的实现进行了详细的阐述，本章还着重介绍了该软件采取的多线程、共享内存以及消息机制等保证实时性的技术特点。 第五章为结论，总结了本文研究的特点，本文研究的主要成果与结论，并提出了存在的问题和今后的研究方向。