地铁振动对不同基础形式建筑的影响

摘要

地铁由于运量大，乘坐便捷性和快速等优点，在世界范围内发展迅速，几乎所有大型城市均建立了的较为完备的地铁系统。但是，正因为地铁通常在建筑密集的市区修建，因此不可避免的对临近的建筑产生影响，尤其是地铁下穿建筑物时。这些列车产生的振动很短，但当地铁与建筑物较为接近时，其产生的振动可能会产生噪音，降低建筑内居民的生活环境的质量。 针对上述问题，本文利用FLAC3D对地铁列车振动对临近建筑物的影响进行了研究，重点考察了不同基础形式下建筑物的各层的振动特征，同时研究了地铁振动频率、地铁埋深、地铁与建筑水平距离、土体模量、加固区模量、桩长等因素的影响。 第一，研究了天然地基上浅基础建筑物的响应。研究发现对于浅基础建筑物，随着地铁管片振动频率由10H增大到100Hz，建筑物振动减小；一层反应最小，但各层差距不大。随着地铁埋深的加大，建筑物一层反应减小，但上部各层反应规律性不明显。随地铁与建筑水平距离增大，建筑物振动明显减小，而随着土体模量增大，建筑物反应增大。 第二，研究了复合地基上建筑物的响应。随着复合地基的模量的增大，建筑物一层反应减小，但上部反应规律性不明显。随着复合地基的加固区深度的加大，建筑物各层反应均减小。 第三，研究了桩基础建筑物的响应。相同情况下，相比浅基础的建筑的反应，桩基的建筑的各层振动要比前者大，最大可达到60分贝。随着地铁管片振动频率由10H增大到100Hz，建筑物振动减小。当桩长增大时，各层反应不相同，一层差别不大，二层反应在桩长9m时反应最大，而三层随着桩长的增大而减小。 第四，研究了建筑为砌体结构、高层结构以及带地下室情况下的反应。对于砌体建筑物，相同情况下，比框架的建筑的反应大。对于桩基础上的高层建筑，其地面一层振动要显著大于高层中部和顶层。对于有一层3m地下室的建筑，其反应与浅基础的建筑反应差别不大。

目录

声明

CHAPTER 1 LITERATURE REVIEW

1.1 Introduction

1.2Motivation for the study

1.3Objective of research

1.4Dynamic problems in geotechnical engineering

1.4.2Creation and origination of underground vibrations

1.4.3Nature disaster earthquake

1.4.4 Road system

1.4.5Railways system

1.4.6Behavior of buildings when react with vibrations

1.4.7Heavy equipment exhibit’s high vibrations

1.4.8Elastic medium subjected to moving loads

1.4.9Tunnel structure subjected to moving loads

1.5load generation mechanism

1.6Evaluation criteria of vibration

1.7Soil vibrations caused by underground moving trains

1.5.1Vibration–performance measures

1.5.2Modelling of vibration from underground rail-ways

1.5.3wave propagation through the soil

1.5.4.factors that influence vibration from underground rail-ways

1.5.5Large-scale models of vibration from underground rail-ways

1.8Outline of thesis

CHAPTER 2 DYNAMIC ANALYSIS MODULE IN FLAC3D

2.1.Introduction of flac3d for dynamic problems

2.2Types of dynamic

2.2Propagation of vibration waves

2.3Boundary condition

2.4Initial conditions

2.5Sub grid

2.6 Null zones

2.7Significance of flag in geotechnical engineering

2.8Distinctive sort of procedures can be done in Flac

2.9The model grid designing

2.10Linear method–relation description

2.11Equivalent-linear process characteristics

2.12Fully nonlinear method applications in dynamic analysis

2.14Dynamic multi-stepping

2.15 Quiet boundaries

CHAPTER 3RESPONSE OF BUILDING ON SHALLOW FOUNDATION

3.1 Introduction

3.2Effect of frequency

3.3Effect of C/D

3.4Effect of S/D

3.5Effect of soil modulus

3.6Plasticity verses elasticity

3.7 Summary

CHAPTER 4 RESPONSE OF BUILDING ON TREATED GROUND

4.1 Introduction

4.2 Effect of Frequency

4.3Effect of modulus of treated ground

4.3.Effect of depth of treated ground

4.4.Effect of curtain layer

4.5.Effect of depth of tunnel

4.6.Effect of spacing between centerline of building and center of tunnel

4.7 Summary

CHAPTER 5 RESPONSE OF BUILDING ON PILE FOUNDATION

5.1. Introduction

5.2. Effect of frequency on piled building

5.3.Effect of length of pile

5.4Effect of pile spacing

5.5 Summary

CHAPTER 6 RESPONSE OF BUILDING WITH DIFFERENT STRUCTURE

6.1. Introduction

6.2 Response of building basement

6.3Response of masonry

6.4Response of high-rise building with piles

6.5 Summary

CHAPTER 7 CONCLUSION

参考文献

致谢