软弱土运营地铁振动特性及动力响应研究

《软弱土运营地铁振动特性及动力响应研究》作者围绕地铁运营过程中轨道振动和动力响应问题，从振动影响因素、隔振减振效果、构件损伤以及排桩屏障等方面展开研究，进行隧道动力响应分析并综合论证现有措施的合理性，层层深入、逻辑清晰、旨在帮助相关从业者了解地铁运营对盾构隧道结构以及邻近建筑物影响等问题。

　　《软弱土运营地铁振动特性及动力响应研究》共7章，主要包括2.5维有限元法及模型验证，地铁运营引起的轨道系统振动及隔振研究，列车一浮置板轨道耦合振动分析，钢弹簧损伤对车轨系统振动的影响，饱和土中任意排列的排桩屏障对平面P波的多重放射，隧道不均匀沉降影响分析及地铁轨道振动加速度实测等。

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容

第2章 2．5 维有限元法及模型验证

2．1 弹性土地基中的2．5维有限元法原理

2．2 饱和土地基中的2．5维有限元法原理

2．3 地铁轨道与地基模型

2．4 点荷载下的模型验证

2．5 列车荷载下模型验证

2．6 本章小结

第3章 地铁运营引起的轨道系统振动及隔振研究

3．1 计算模型及参数设置

3．2 地基及轨道加速度响应时程

3．3 地面振动响应的参数化分析

3．4 隔振沟减振效果分析

3．5 填充沟隔振的参数化分析

3．6 本章小结

第4章 列车-浮置板轨道耦合振动分析

4．1 列车-浮置板轨道系统模型及验证

4．2 模型建立要点及轨道随机不平顺分析

4．3 地基弹簧刚度及隧道刚度折减影响

4．4 支承元件参数优化

4．5 剪力铰作用分析

4．6 本章小结

第5章 钢弹簧损伤对车轨系统振动的影响

5．1 损伤数量对车轨系统振动的影响

5．2 损伤程度对车轨系统振动的影响

5．3 损伤位置对车轨系统振动的影响

5．4 扣件失效对车轨系统振动的影响

5．5 本章小结

第6章 饱和土中任意排列的排桩屏障对平面P波的多重散射

6．1 饱和土中任意排列、任意半径圆柱体对P波的散射

6．2 饱和土中任意排列圆柱形空腔对P波的散射

6．3 饱和土中任意排列弹性实心桩对P波的散射

6．4 饱和土中任意排列弹性桩对P波的多重散射

6．5 本章小结

……

第7章 隧道不均匀沉降影响分析及地铁轨道振动加速度实测

参考文献

附录

近年来，我国城市地铁等轨道交通建设发展迅猛。据统计，截至2021年底，我国有50多座城市建成地铁并投入使用，地铁总里程已达9100多千米（不含港、澳、台数据）。随着地铁交通运输量及行驶频率的大幅增加，地铁运营引起的环境振动问题也日益突出，尤其在对振动与噪声比较敏感的区域，如居民楼、古建筑、精密仪器实验室等，地铁运营振动所产生的影响更加不容忽视。根据实测资料，青岛地铁五四广场站最大振级接近90分贝，超过我国环境振动标准值，严重影响乘客的身体健康；北京地铁大兴线穿越一个小区，运营时高层有明显震感，严重影响居民的正常生活，当列车经过时，距离地铁150米的居民楼里甚至会出现家具错位的情况；类似的过大振动还会造成隧道内部管片开裂、渗漏及道床与管片脱开等，需要地铁运营管理部门每年投入大量人力、物力进行治理。因此有必要从地铁运营振动及动力响应的研究出发，对长期循环荷载作用下软弱土动力响应进行深入研究，并结合实际工程给出相应的噪声和振动控制技术与准则，进而保障地铁隧道及邻近环境的安全。

　　基于此，围绕地铁运营过程中的振动危害和邻近建筑物结构损伤的影响，在浙江省重点研发计划项目“轨道交通专用装备与关键器件研发及产业化-地铁隧道保护监控系统及病害防治关键技术研发与应用”（编号：2020C01102）、浙江省自然科学基金项目“基于周期性排桩的饱和地基中地铁隧道近场屏障隔振机理研究”（编号：LY18E080024），以及杭州市重大科技计划项目“软土地铁运营振动及长期变形减灾控制关键技术与应用”（编号：20172016A06）、“光纤光栅加速度传感器制备及在地铁振动控制关键技术中的应用”（编号：20130533828）等资助下，作者对地铁运营下的振动影响和动力响应进行了理论分析和现场实测：基于2.5维有限元算法，建立盾构隧道模型，研究不同情况下数值模拟结果的准确性；同时基于杭州地铁1号线工程实例，建立了平行双线耦合分析模型，研究地铁运营时各构件的振动特性以及各参数对动力响应的影响；进一步考虑排桩屏障对平面P波的多重散射，研究排桩各参数对隔振效果的影响；最终依托地铁轨道振动加速度实测，分析车轨系统轨道减振措施的合理性。

　　作者围绕地铁运营过程中轨道振动和动力响应问题，从振动影响因素、隔振减振效果、构件损伤以及排桩屏障等方面展开研究，进行隧道动力响应分析并综合论证现有措施的合理性，层层深入、逻辑清晰、旨在帮助相关从业者了解地铁运营对盾构隧道结构以及邻近建筑物影响等问题。本书共7章，主要包括2.5维有限元法及模型验证，地铁运营引起的轨道系统振动及隔振研究，列车一浮置板轨道耦合振动分析，钢弹簧损伤对车轨系统振动的影响，饱和土中任意排列的排桩屏障对平面P波的多重放射，隧道不均匀沉降影响分析及地铁轨道振动加速度实测等。

　　本书的撰写得到了魏新江教授、蒋吉清教授、周奇辉高级工程师和孙苗苗副教授等的指导、建议和帮助，在此表示衷心感谢！同时，特别感谢浙江大学博士研究生张霄，浙江大学硕士研究生黄鑫和李鑫家，浙大城市学院本科生李丹薇和陈雷越，安徽理工大学硕士研究生史文超和谭照芳，绍兴文理学院硕士研究生虞建刚，武汉地铁集团有限公司王永安等在资料收集、图表绘制及理论计算等方面的辛勤劳动。同时对配合本研究的相关工程技术人员和合作单位，一并表示衷心感谢。

　　本书第1章和第6章由孙苗苗撰写，第2章和第3章由丁智撰写，第4章和第5章由蒋吉清撰写，第7章由周奇辉撰写。书中引用了大量的参考文献，包括各类学术期刊和专著，难免仍有疏漏之处，在此敬请谅解和表示感谢！由于作者水平、能力及可获得的资料有限，书中难免存在不妥之处，敬请各位专家、同行和读者批评指正。

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