地铁振动引发的隧道及其穿越建筑物的动力响应分析

摘要

近年来，我国地铁运输系统迅猛发展，特别是广州正处于地铁建设的高峰期。随着地铁建设的大力发展，地铁运行引发振动对环境的影响也愈发显著，但是目前对于地铁振动影响的研究相对缺乏。本文以广州地铁一号线长寿路站至陈家祠站区间隧道及其穿越的住宅楼为工程背景，借助通用有限元分析软件ANsYs，建立三维有限元模型，进行了地基－－隧道－－建筑物体系在地铁振动荷载作用下的动力响应分析。本文主要包括以下内容： 1．根据拟研究内容及工程特点，对研究对象作一定的简化建立三维有限元静力模型，进行模拟实际施工顺序：形成初始自重应力场(第一阶段)、施作建筑物(第二阶段)、盾构施工(第三阶段)、施作道床(第四阶段)的静力计算并加以分析。 2．在有限元静力模型的基础上建立粘弹性动力人工边界，进行实例试算证明其相对于常规粘性动力边界的合理性；进行模态分析确定体系的固有频率，从而确定体系阻尼和积分时间步长；确定荷载取值及加载方式进行动力计算。 3．对动力计算的结果进行分析。并取得了以下一些初步的研究成果： (1)地铁振动对其穿越或紧邻建筑物的影响以体波为主，以通过体波将振动能量直接传至建筑物基础再影响上部结构为主要方式。 (2)得出了隧道与建筑物在地铁振动荷载作用下的一些振动规律。 这些成果可以为地铁设计、地铁振动影响的评估、地铁线路邻近建筑的防振减振控制以及房屋振动值测试提供参考。

目录

文摘

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第一章绪论

第二章动力响应分析原理与方法

第三章三维有限元基本模型的建立与静力分析

第四章三维动力有限元模型的建立

第五章动力计算结果分析

结论与展望

参考文献

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致谢