组合屏障在地铁沿线环境振动控制中的应用

隔振空沟、刚性填充屏障和柔性填充屏障在不同方面应用各有一定的局限性.建立适合于某城市地铁振源参数和沿线场地条件的车轨垂向耦合数值模型和隧道-土体有限元模型,设计3种组合屏障,对至隧道中心一定水平距离设置组合屏障后不同位置的地表面进行了隔振效果预测分析.结果表明:采用合适的组合屏障,能在相应的频段内有效的降低环境振动至合理限值区内;混凝土中空屏障的有效隔振频段为5～15Hz,克服了刚性填充屏障有效隔振频段距离影响的同时,对中高频段的振动放大效应也有了明显抑制作用;混凝土泡沫屏障兼具刚性和柔性填充屏障的隔振行为,除25～40Hz频段外,表现出较为稳定的隔振效果,特别是远距离的中高频段;泡沫混凝土中空屏障除25Hz的单点外,全频段在不同距离上拥有更加稳定隔振效果,不仅能将刚性填充屏障的中低频隔振优势发挥至屏障后更远场地,而且能有效提升中高频段的隔振水平.研究成果可针对相似于该城市场地条件,为不同设计施工条件下地铁沿线场地隔振提供参考.     

地铁振动下基础隔振效应的实测与分析

对地铁附近的装有隔振支座的建筑物进行振动实测,获得了在地铁振动下基础和地下室地面的振动加速度时程记录.先在时域内,分析隔振后加速时程的变化,得到隔振的大致效果,然后计算出相应的傅立叶谱和1/3倍频程谱,可以得到隔振后振动在各个频段上的变化.在此基础上讨论隔振装置对地铁的振动传播的影响.结果表明:地铁运行引起的主要振动分量在45～75Hz,隔振装置对地铁振动水平分量的隔振效果显著,而对垂直分量有放大作用.     

地铁运行振动规律及减振措施

通过对轨道和车辆结构的分析,对引起地铁运行振动的原因和振动的传播规律进行了系统地研究.在此基础上重点从振源、受振建筑物和振动传播途径3个方面提出了切实可行的减振避振措施.提出降低车辆簧下质量、采用非摩擦式制动的径向转向架、铺设重型无缝钢轨对降低轮轨间垂向力具有重要作用;铺设浮置板轨道、使用轨道弹性扣件、构筑隔振沟可以控制乃至阻断振动的传播途径;对地铁线路附近的建筑物需要进行减振隔振处理.     

沟渠式被动地面振动隔栅的三维分析

基于弹性波散射的积分方程和Lamb问题基本解, 推导得到了一个适合于瑞利波散射问题的积分方程式, 通过迭代求解, 可解决多个不规则异质体引起的瑞利波散射问题. 沟渠式被动地面振动隔栅也称为填充沟隔振屏障, 把填充沟视为弹性半空间中的异质体, 运用上述解答对填充沟远场被动隔振进行了三维分析, 详细讨论了影响隔振效果的主要参数. 研究表明, 刚性屏障比柔性屏障具有更好的隔振效果; 增加填充沟的深度和宽度都能够提高屏障的隔振效果, 但当屏障深度达到一倍瑞利波波长后, 增加屏障深度对隔振效果的影响很小; 填充沟的有效屏蔽范围随沟长的增加而增大.     

基于铁路环境振动的隔振堤数值分析

为减小铁路运营引起的环境振动,提出了一种新的隔振方法——隔振堤.建立了隔振堤-土体-路基的二维有限元计算模型,研究了隔振堤材料、坡角、地基土性质、隔振堤的中空大小、转角数量对铁路环境振动隔振效果的影响.结果表明:隔振堤的材料弹性模量越大,场地土体的弹性模量越小,其隔振效果越好;陡坡角隔振堤在近隔振堤区域的隔振效果更明显,但中坡脚和缓坡脚隔振堤在远侧的隔振效果更好;中空对隔振堤的隔振效果几乎没有影响;随着隔振堤转角数量的增加,非振动放大区内隔振堤的减振效果更好.     

多孔钢筋混凝土植被路面承载能力研究

多孔钢筋混凝土植被路面有着广泛的应用,这种路面不仅方便车辆通行,又保护生态环境。采用ANSYS有限元软件对多孔植被混凝土进行计算模拟研究,分析了其承载能力及影响承载力的因素。研究表明:垫层的厚度、弹性模量和结构的配筋率对承载力影响较大,通过提高垫层厚度、弹性模量和结构配筋率,可以满足重载车辆通行。在工程中应尽量选用卵石、碎石等做垫层并保证压实度。在保证结构承载力的前提下,选用经济合理的垫层厚度及结构配筋率。     

应用混凝土异型桩的地铁隔振交互试验研究

为了研究地铁应用混凝土异型桩的减隔振效果,通过在地铁与建筑物之间设置混凝土异型桩进行减隔振缩尺模型交互试验,以振源深度、混凝土异型桩空心率以及其外截面形式3个因素为变量,分析了在地铁振动激励作用下建筑物各层竖向及水平向振动形态变化情况。结果表明：建筑物在地铁振动作用下,各楼层振幅降低比的大小呈现波浪形振动性态;混凝土异型桩具有明显减隔振效果,其中最优组合振幅降低比Ar为0.40,预期减振幅度可达59.58%;考虑影响减隔振效果的三因素以及因素之间的交互作用,其影响程度为：振源深度与空心率的交互作用影响高度显著;混凝土桩截面形式影响显著;空心率、振源深度及空心率与截面形式交互作用对试验结果有影响但影响不大。     

应用混凝土异型桩的地铁隔振交互试验

为了研究地铁应用混凝土异型桩的减隔振效果,通过在地铁与建筑物之间设置混凝土异型桩进行减隔振缩尺模型交互试验,以振源深度、混凝土异型桩空心率以及其外截面形式3个因素为变量,分析了在地铁振动激励作用下建筑物各层竖向及水平向振动形态变化情况。结果表明:建筑物在地铁振动作用下,各楼层振幅降低比的大小呈现波浪形振动性态;混凝土异型桩具有明显减隔振效果,其中最优组合振幅降低比为0. 40,预期减振幅度可达59. 58%;考虑影响减隔振效果的三因素以及因素之间的交互作用,其影响程度为:振源深度与空心率的交互作用影响高度显著;混凝土桩截面形式影响显著;空心率、振源深度及空心率与截面形式交互作用对试验结果有影响,但影响不大。     

新型三维多功能隔振支座设计及其隔振分析

为了减小地铁运行引起的建筑振动、避免地震对结构的破坏作用,开发了一种新型三维多功能隔振支座(3D-MIB).首先,介绍了3D-MIB的结构构造与工作机理,提出其设计方法;其次,利用SAP2000软件建立了非隔振结构及设置有3D-MIB隔振结构的有限元模型;然后,对模型进行模态分析以及地铁和地震振动作用下的非线性动力时程分析,并采用加速度隔振率对3D-MIB的隔振效果进行评价.研究结果表明,3D-MIB延长了结构水平和竖直方向的自振周期,对结构的振型影响较大.与非隔振结构相比,3D-MIB降低了地铁振动下隔振结构各层的水平和竖向加速度峰值,水平和竖向加速度隔震率为50%~70%;3D-MIB降低了罕遇地震作用下隔振结构的水平地震作用,除第1层和第2层外,其他各层的水平加速度隔震率均超过30%;3D-MIB放大了罕遇地震作用下隔振结构各层的竖向加速度响应,结构各层竖向加速度峰值的放大系数为2~5.     

水平排水砂垫层对天然地基固结效率影响分析

针对天然地基上的水平排水砂垫层,结合地基土体的渗透系数和厚度,综合考虑砂垫层的渗透系数、宽度和厚度对地基固结的影响,采用平面应变有限元方法,通过参数分析,研究砂垫层与地基参数共同作用对地基固结效率的影响,并采用砂垫层与地基的集总参数,分析其与地基固结效率之间的关系。结果表明:现行规范对于天然地基上砂垫层渗透系数的要求偏于保守;地基固结效率随集总参数的增大呈双曲线形非线性增加,且存在一个集总参数值,可以满足最优固结效率要求并可作为设计控制指标,用于不同地基土质条件下砂垫层的设计计算依据。