北京地铁四号线北大段综合减振措施理论模拟研究

摘要

本文以北京地铁四号线北大段综合减振措施研究为背景，针对仪器敏感的低频微振动，从地层波动传播规律、波动数值模拟、低频减隔振机理及相应措施应用等方面研究了地铁运营期间，地铁列车荷载所产生的地表低频响应的发展机制及相应的综合减隔振措施的机理及效果，并由此总结适合远场区低频振动的减隔振方法。 由于研究对象为含隧道的大地振动波场，且隧道的存在破坏了大地的连续性和均匀性，使得体系振动的求解只能依赖于数值方法如有限元、边界元、无限元等方式。本文首先从地层模态波频散的角度，分析了隧道—地层体系的波动特性，基于此特性，通过ANASYS动力模块对地铁列车荷载作用下不同减振工况的轨道—隧道—土体体系进行了二维与三维有限元计算，同时实现了多种人工边界与程序的结合，提出一种适合于远场低频响应的边界处理方法。 此外，本文还讨论了不同人工边界的振动吸收效率及离散模型与连续介质在波动传播规律上的差异，为进一步完善有限元模型、分析结果和降低误差提供依据。 通过上述数值实验，本文对多种综合减振方案进行了比较分析，得出了不同模型参数对地表低频振动的影响关系，包括轨道结构类型、荷载速度、荷载频率、隧道结构形式等；评价了不同减振措施的低频减振效率并提出了优化方案，从而为地铁运营引起的低频微振控制提供参考。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章隧道—地层系统波动特性

第三章有限元法求解动态问题探讨

第四章不同减振工况下体系平面动力分析

§4.1工程概况及模型参数

§4.2减振工况特征

§4.3单位脉冲激励下地表瞬态响应

§4.4简谐荷载作用下地表稳态响应

§4.5轨道结构低频减振比较

§4.6隧道结构减振分析

第五章空间动力分析

第六章结论与展望

参考文献

致谢