地铁激励作用下褥垫层隔振效果研究

作     者：陈剑盛 

作者单位：广州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：林本海

授予年度：2024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：地铁振动 减隔振措施 现场试验 有限元分析 褥垫层隔振 

摘      要：地铁是城市交通体系中最为便捷、高效且环保的一种出行方式,随着城市的蓬勃发展而迅猛发展,有效缓解城市交通拥堵的问题。然而,地铁运行所产生的环境振动对沿线建筑物以及人体健康所造成的影响是不能忽视的重要问题,如何有效减少地铁运行导致的环境振动影响成为当下热门的研究课题,鉴于振源处轨道减振与受振建筑结构隔振所面临的诸多限制,对传播路径的隔振方法进行研究变得至关重要且势在必行。因此本文从传播路径隔振的角度提出褥垫层的隔振措施,通过理论分析、现场试验和数值模拟三种途径对褥垫层隔振措施进行研究。主要研究内容如下: 1、基于振动波传播理论,研究了岩土中振动波的传播及衰减规律,通过横波和纵波的反射、折射规律揭示了褥垫层的隔振机理;对傅里叶变换进行阐述,并简要介绍了振动的评价标准和评价指标。 2、进行现场原场地地表和深层地铁振动数据监测和采集,得出地铁振动波在该场地地表的传播规律,同时详细介绍了有限元软件MIDAS GTS NX在动力作用分析时的基本方法,建立建设前原场地的土体-隧道三维有限元模型,模拟计算振动传播至采集点的数值,与现场监测采集的数据对比,反演土动力学参数,验证有限元模型的有效性和准确性。 3、进行褥垫层减振现场试验,验证橡胶砂褥垫层的隔振效果,并通过对比试验研究相同比例橡胶砂褥垫层不同厚度、不同橡胶砂材料配比对隔振效果的影响。 4、使用有限元软件MIDAS GTS NX建立土体-隧道-结构的三维数值模型研究了铺设橡胶砂褥垫层时上部结构的振动响应,探讨铺设褥垫层后不同厚度、橡胶砂材料配比、有脱空层情况、不同材料等四个重要因素对隔振效果的影响,从中总结出规律,为实际工程的设计和优化提供支持。