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轨道交通非连续隔振屏障效果及优化分析研究

轨道交通非连续隔振屏障效果及优化分析研究

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作者：张瑞恒河北建筑工程学院

学位级别：硕士

近年来,随着社会快速发展,轨道交通作为一种快捷的出行和运输方式得到迅速发展。轨道交通的发展对于经济建设和人民生活都具有良好的促进作用,但随之而引发的振动污染问题也逐渐严重,其不仅会对周边建筑和精密仪器产生影响,对于人民的... 详细信息

近年来,随着社会快速发展,轨道交通作为一种快捷的出行和运输方式得到迅速发展。轨道交通的发展对于经济建设和人民生活都具有良好的促进作用,但随之而引发的振动污染问题也逐渐严重,其不仅会对周边建筑和精密仪器产生影响,对于人民的生理和心理也会产生不同程度的影响。国际上已将振动污染列为世界七大环境公害之一,而轨道交通振动便是其中的组成部分引起广泛关注。目前对于轨道交通振动的治理方式主要分为两种,即振源处隔振和传播过程中隔振,其中振源处隔振需要在建设过程中实施;对于已经建成的轨道交通设施便需要在其传播路径上设置隔振屏障,而这种方式也在实际工程中得到较为广泛的应用。本文通过有限元分析的方法,对不同非连续减隔振屏障的隔振效果及对其隔振效果有影响的因素进行研究,对排桩的深度进行优化分析,并对单点激振下排桩隔振趋势进行研究。得到以下结论:（1）进行模型试验,同时建立相同尺寸的有限元模型并完成其有限元分析,对两者结果规律进行对比分析,验证轨道交通振动与隔振中有限元分析的有效性。（2）将设立隔振屏障和无隔振屏障相对比,得到排桩隔振效果最好,异形桩次之,空井隔振效果最差;增加隔振屏障的深度及截面尺寸可以提高隔振效果,而间距对隔振效果影响不明显;异形桩空心率隔振效果随着空心率的增加而减小,填充不同密度的土体对隔振效果影响相对较小,而外部形状比内部形状的变化对于隔振效果的影响更加明显,同时圆形的隔振效果好于方形。（3）将混凝土排桩桩深与振动波波长λ相关联,得到不同因素对较优深度的影响均较小,其排桩较优深度约为0.8λ.9λ。（4）进一步对排桩隔振机理进行研究,以包括振源和混凝土排桩在内的一定范围作为研究对象。得到隔振效果总体会随着隔振桩数量增加而越来越好;过大的排桩间距会使排桩隔振效果不理想,但将排桩间距减小并不一定能提高排桩隔振效果;随着振源与排桩距离的减小其隔振效果越来越好;排桩对于中高频振动的隔振效果不理想,而对低频振动隔振效果较好。

关键词：轨道交通隔振非连续隔振屏障有限元分析

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正六边形截面桩在公路减隔振中的应用研究

正六边形截面桩在公路减隔振中的应用研究

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作者：唐家旗河北建筑工程学院

学位级别：硕士

随着我国城乡经济的不断发展,城乡公路网越来越密集,有许多道路穿越城镇乡村,与建筑物只有“咫尺之遥”。在道路的施工与运营过程中,施工荷载及交通荷载对毗邻建筑物造成的振动环境污染问题也日益凸显。鉴于此,应当提出相关的隔振措施... 详细信息

随着我国城乡经济的不断发展,城乡公路网越来越密集,有许多道路穿越城镇乡村,与建筑物只有“咫尺之遥”。在道路的施工与运营过程中,施工荷载及交通荷载对毗邻建筑物造成的振动环境污染问题也日益凸显。鉴于此,应当提出相关的隔振措施来减低振动污染,常见方法是在振源与建筑物之间设置减隔振措施。因此提出了一种新型正六边形截面混凝土桩,研究排桩排布形式及几何参数等因素对隔振效果的影响,再采用数值模拟软件进一步分析建筑物在施工荷载及交通荷载的分别作用下的振动响应规律以及设置隔振措施后的振动响应规律。得到以下结论:（1）开展了室内模型试验对排桩的排布形式进行隔振效果研究,得到正六边形截面排桩的排数对隔振效果影响较大;在低频荷载作用时,三排桩排间距的减小对隔振效果影响较大;三排桩变排间距与等排间距的隔振效果相当,等排间距的隔振效果甚至更优于变排间距;在低、中频荷载作用时,三排桩桩间距减小对隔振效果的影响较大;无论是双排桩还是三排桩,菱形排布比矩形排布效果稍好。（2）通过数值模拟软件建立与模型试验1:1的模型,对比发现同种工况下两者的结果规律基本一致,也验证了数值模拟软件在减隔振分析中的有效性。模拟研究了不同几何参数情况下三排桩的隔振效果,发现排桩的桩长对隔振效果影响较大,桩截面尺寸的影响比较小。（3）通过数值模拟软件建立路基-地基-建筑物模型,分析道路交通荷载对建筑物的振动响应规律,然后在振源与建筑物之间设置单排桩隔振,改变隔振位置,分析建筑物振动响应变化。结果表明:随着车速增加,建筑物的径向最大加速度几乎没有变化,竖向最大加速度缓慢增加,但增加不显著。随着振源距增加,建筑物径向加速度在不同楼层衰减程度不一样,对于竖向加速度,建筑物各楼层加速度的衰减速度基本一致。在设置隔振单排桩后,建筑物各楼层径向加速度变化不大,对于竖向加速度,排桩设置在距离振源13m处隔振效果最佳。（4）通过数值模拟软件建立地基-建筑物模型,分析夯锤冲击荷载对建筑物的振动响应规律,然后在振源与建筑物之间设置单排桩,改变隔振位置,分析建筑物振动响应变化。结果表明:随着夯击能级增加,加速度逐渐变大,且增长趋势基本一致。随着振源距的增大,径向与竖向加速度衰减速度也基本一致。设置隔振单排桩后,建筑物各楼层径向与竖向加速度都在衰减,排桩设置在距离振源13m处隔振效果最佳。

关键词：道路交通荷载夯击荷载减隔振非连续隔振屏障有限元分析

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