Gibson地基波阻板隔振分析

采用薄层法层状半空间基本解答作为格林函数的边界元法,对Gibson地基三维波阻板(WIB)隔振设计进行了详细的参数分析.结果表明Gibson地基内采用WIB隔振有较好的隔振效果;应保证WIB具有合理的宽度和较小的埋深;增加WIB的厚度和模量是提高隔振效果的最有效的两种措施;此外地基竖向模量变化对WIB隔振效果也具有一定...     

双线地铁运营隔振沟屏障性能研究

为研究双线地铁运营时隔振沟的减振效果,基于2.5维有限元法建立双线地铁列车-轨道-地基土体耦合分析模型。模型克服现有研究将轨道结构简化为弹性地基欧拉梁的缺陷,引入实际钢轨动力学参数,实现双线地铁列车荷载下隔振沟对周围地基的隔振效果分析,比较空沟、填充沟两种不同隔振措施的减振特性,并对填充沟隔振影响因素进行系统的参数分析。研究结果表明:双线运营地铁荷载下,空沟隔振作用体现在沟后范围内,填充沟减振范围更广且效果更好,相比空沟更具工程实用性;填充沟在沟深较小时也能发挥良好的减振作用,增大沟深、沟宽均可有效提高减振效果。研究成果可为今后双线地铁隔振设计与施工提供有益参考。     

高速铁路运行引发场地振动的空沟隔振分析

为研究高速列车作用下,层状地基中空沟对场地振动的隔振效果,基于车辆-轨道耦合动力学理论及有限元法,对建立完善高速车辆-无砟轨道-地基耦合系统动力学模型进行仿真计算,分析设置空沟对场地振动的影响,并探讨了空沟的深度、位置、宽度以及列车速度的影响。结果表明：设置空沟加强了沟前场地的振动,但可使空沟后方地基的竖向和水平振动水平大幅减小,但在特定位置存在振动放大区,引起隔振效果减弱;过浅或过深的空沟均不能达到最优隔振效果;对于在线路旁需要特殊隔振的场地,存在一个适用于其本身的空沟最佳位置;空沟的宽度对隔振效果无明显影响;空沟对更高速度运行列车引起场地竖向和横向振动的隔振效果更明显。     

均质及双层地基土条件下环形沟隔振效果分析

为了探究均质地基和双层土地基条件下环形沟几何参数变化对其隔振区域的影响规律,及环形沟在不同地基土层中隔振效果的差异,本文建立缩尺比为1: 15的模型试验,以地基土类型、环形沟深度、宽度及圆心角为研究变量,通过开展具体试验进行探究。结果表明:在均质地基和双层土地基环形沟隔振中,环形沟宽度变化对其隔振效果影响较小,环形沟深度及圆心角是影响其隔振效果的重要参数,且深度和圆心角越大,隔振效果越好,但当地基土为成层土地基,环形沟深在临近土层分界面深度增大时,环形沟隔振效果相对减弱;在均质地基和双层土地基中,相同参数条件下,均质地基土较双层地基土具有更好的隔振特性;振源与环形沟之间及环形沟末端位置区域由于振动波的传播特性存在振动增强区域。     

地铁列车荷载作用下Duxseal-WIB隔振性能数值分析

城市轨道交通快速便捷的同时,地铁运行产生的环境振动问题也日益突出。Duxseal作为一种工业填料,具有良好的阻尼性能并能吸收振动反射能,将其运用到地铁隔振中,提出一种带孔波阻板填充Duxseal(DXWIB)的隔振方法。通过建立三维ABAQUS有限元模型,对比分析波阻板(WIB)、蜂窝状波阻板(HWIB)和DXWIB的隔振效果,讨论DXWIB埋置深度及厚度对隔振效果的影响,并分析基床表层和地面的振动规律。计算结果表明:DXWIB的隔振效果最优,而WIB与HWIB的隔振效果相近;DXWIB在埋深0.5 m厚度0.8 m时隔振效果最佳;基床表层的振动规律表现为由振源向两侧横向传播中,加速度整体呈衰减趋势,而在地面传播过程中,加速度峰值呈先增大后减小再增大的趋势,在距轨道中轴线20 m和50 m处出现局部放大效应。     

轨道交通荷载下桩板结构主动隔振效果研究

为了研究在轨道交通荷载作用下桩板结构主动隔振措施的隔振效果,通过无限元边界与有限元边界相结合的有限元分析方法在路基中建立桩板结构模型,并在沙土地基中设置混凝土桩板结构进行模型试验,通过模型试验对有限元数值模拟结果加以验证,将桩长、埋深及置换率3个因素考虑在内,研究其对隔振效果的影响。结果表明:模型试验验证有限元计算方法的可靠性;随桩长增加振幅降低比减小,隔振效果明显,随着振源距离增加其振幅降低比减小明显;埋深为桩板结构主动隔振措施中的主要影响因素,随着埋深增加振幅降低比明显减小,隔振效果越明显;有限元计算过程中置换率对隔振效果的影响不明显,但是在模型试验中置换率对隔振效果影响较显著。     

二维地基波阻板隔振分析

本文采用了以薄层法层状半空间基本解答作为格林函数的边界元法,对均质弹性半空间和层状半空间中二维波阻板隔振设计进行了详细的参数分析。分析结果表明,均质弹性半空间和层状半空间内采用波阻板隔振均可取得较好的隔振效果;应保证波阻板具有合理的宽度和较小的埋深,才能得到理想的隔振效果;同时增加波阻板的厚度和模量是提高隔振效果的最有效的2种措施;此外,分层性对波阻板隔振效果也具有一定的影响。     

土体参数对空沟隔振效果的影响研究

为分析均质地基中各参数变化对土体振动响应和空沟隔振效果的影响,通过有限元软件建立二维均质地基计算模型,分析空沟尺寸、激振频率等对土体的影响,研究了不同土体弹性模量、密度及泊松比下的振动加速度差异。结果表明,空沟深度为重要影响因素,空沟深度越深,隔振效果越好;空沟宽度对隔振效果几乎无影响;弹性模量对空沟隔振效果的影响较密度大,且弹性模量越大,隔振效果越差;密度对土体振动加速度和振幅衰减系数的影响较小;泊松比对空沟隔振效果的影响大于密度,但低于弹性模量,泊松比越大,振动加速度越小,隔振效果越差;激振频率越大,空沟隔振效果越好。     

高速铁路填充沟隔振效果的2.5D有限元分析

高铁运行产生的振动对周边环境的影响不容忽视,空沟填充沟是高速铁路有效的屏障隔振方式之一。文中以饱和土2.5D有限元理论为基础,考虑轨道和路基的动力相互作用,建立轨道-路基-填充沟数值计算模型,编制FORTRAN计算程序,分析列车在低速和高速运行条件下填充沟的隔振性能及设计参数对隔振效果的影响。计算表明:填充沟对沟后区域隔振效果较好,且高速列车的隔振效果优于低速列车;隔振后振动频段范围变化不大,但原频段振动竖向加速度幅值有较明显衰减;隔振后加速度振级下降约20 dB,加速度衰减系数衰减至隔振前的0.1倍;填充沟的弹性模量、埋深以及埋置位置对隔振效果均有较大影响。     

轨道交通连续型隔振屏障隔振效果有限元分析

为评价轨道交通连续型隔振屏障的隔振效果,通过Abaqus有限元数值方法,对空沟、填充沟等连续型屏障的隔振效果及其影响因素进行分析。结果表明：隔振屏障前侧振动加强,屏障后侧存在较好地隔振效果,屏障参数的变化对屏障前振动加强效果的影响较小,部分屏障参数的变化对屏障后侧隔振效果存在影响;屏障的隔振性能随屏障深度的增大而增强,受屏障宽度的影响较小;橡胶板墙隔振性能较差,空沟和混凝土板墙的隔振性能较强,空沟的隔振效果强于混凝土板墙;屏障距离路基越近隔振效果越好,建议工程上应用屏障隔振时,屏障靠近路基设置。     

弹性地基中波阻板对入射Rayleigh波的远场被动隔振研究

针对被保护结构下埋置波阻板的远场被动隔振问题,采用频域弹性边界元法,推导得到了弹性地基中波阻板对入射Rayleigh波散射的边界元方程,在此基础上对波阻板的远场被动隔振效果进行了计算,并对影响波阻板隔振效果的因素进行了分析。研究结果表明:在地基一定深度设置波阻板能够有效降低波阻板上方及后方区域的地面振动;减小波阻板埋深以及增大波阻板厚度均能获得更好的隔振效果;而增加波阻板的剪切模量是提高波阻板被动隔振效果的最有效措施。     

地基动力特性对地铁列车振动荷载诱发振动的影响

结合"分区契合"技术,采用间接边界元方法研究了地铁列车振动诱发的层状地基振动问题。方法首先将模型划分为含隧道的层状半空间和轨道下垫层两个区域。然后求解振动荷载作用于垫层表面时轨道下垫层区的自由波场,同时在两个区域的边界上分别施加单位虚拟荷载来模拟两个区域内的散射波场。最后契合两个区域,由边界条件求得虚拟荷载的幅值,进而求得地基的动力响应。文中进行了数值计算,着重分析了土层厚度、基岩与土层刚度比等地基动力特性参数对地表振动的影响,同时针对天津一典型地基和其等效单层土地基进行了比较研究,得出了一些有益的结论。     

地震-列车移动荷载耦合作用下高铁路基振动特性研究

基于轨道结构-路基-地基动力相互作用理论,建立考虑地震-列车移动荷载耦合输入的轨道结构-路基-地基动力学模型,研究高速铁路路基及轨道在耦合荷载作用下的振动响应问题。通过编制DLOAD子程序并与ABAQUS有限元计算程序联立,实现地震荷载与列车移动荷载耦合作用的施加,以高速铁路桩承式路基及自由式路基为研究对象,对地震-列车移动荷载耦合作用下两种路基系统的动力响应进行数值计算并比较两者的振动响应差异。结果表明,耦合荷载对桩承式路基动力响应影响显著,该荷载作用下桩承式路基会发生共振现象,使得桩承式路基中轨道和路基振动位移幅值均大于自由式路基的振动位移幅值;桩承式路基不会影响路基系统的振动频率,但会改变路基系统的振动大小,桩承式路基中轨道X方向加速度、路肩边及路基坡脚处的竖向加速度分别减小6.2%、50%、28.6%。     

移动车辆荷载环境微振动的排桩隔振参数分析

为满足精密仪器振速控制要求,提出“群桩基础+隔振排桩”与空气弹簧的两级组合隔振措施。主要研究路面移动车辆荷载经过时,第一级隔振中排桩的隔振效果。实测土体小应变动力参数,通过编写车辆-路面耦合单元(VRI)子程序引入路面不平顺,并基于三维有限元法建立了道路-排桩-地基动力模型。将模拟振速经1/3倍频程滤波与实测进行对比,并对隔振排桩进行了参数分析。研究结果表明:两级隔振体系可满足VC-E微振动控制要求;排桩的间距、桩长和排数是影响隔振效果的主要因素,且竖向隔振效果较水平向好。研究成果可为今后环境微振动工程的设计与施工提供有益参考。     

饱和地基中空沟近场隔振的现场试验与二维半解析边界元分析

动力机器运行和车辆行驶等会产生振动污染,危及邻近建筑物安全和干扰精密仪器设备正常运行等。这些振动污染可通过在地基中设置空沟的方式来降低或消除。针对饱和地基上明置动力机器基础的环境振动影响及空沟近场隔振问题,进行了饱和地基上空沟近场隔振的现场试验,并对试验结果进行了无量纲化分析;基于饱和土半解析边界元法,分别推导了动力机器基础环境振动影响和空沟近场隔振的边界元方程;在此基础上,详细研究了空沟对动力机器基础振动影响的隔振效果,分析了空沟深度、宽度和距振源距离对其隔振效果的影响。结果表明:空沟能够有效的降低动力机器基础的环境振动影响;空沟宽度对其隔振效果影响相对较小,而空沟深度对其隔振效果影响较大,为获得较好的隔振效果,空沟深度建议取1倍Rayleigh波波长;空沟距振源距离对其隔振效果也有较大影响,距离越远则隔振效果也越好,当被保护建筑距振源较远时,建议空沟在被保护建筑附近设置。此外,在某些特殊情况下,空沟隔振系统会由于共振现象而出现隔振效果劣化的现象,在工程设计中应予以注意。     

列车引起的地基土应力状态变化的三维有限元分析

将列车移动荷载简化为多个移动轮轴荷载,基于列车-轨道-路基解析模型推求的列车运行时不同时刻、不同位置时作用于路基的振动荷载时程,采用多点输入方式实现列车荷载的移动施加方式,建立路(地)基-场地体系三维有限元动力分析模型,基于Abaqus软件的并行计算集群平台,对轨道交通振动荷载下路(地)基-场地体系的动力反应进行数值模拟,研究了列车荷载作用线正下方地基中的动应力特征及土单元应力状态变化,分析了列车轮轴荷载移动过程中不同深度处土单元的应力路径和主应力轴的旋转。     

地铁运行对地面环境的振动影响

为了分析地铁运行对地面环境的振动影响,以ABAQUS为计算平台,建立了不同埋深下地铁车站-地基动力相互作用二维有限元模型。输入不同频率的简谐荷载,通过数值计算得到了地面点振动与输入荷载频率的关系;输入实测的列车振动荷载,得到了地铁车站埋深不同时地面点的振动规律;改变土的力学参数,对结果进行对比分析,得到了土的性质对振动传播的影响规律。为地铁车站的选址和地铁车站附近建筑物的隔震减震提供了依据。     

层状地基环形沟隔振效果影响因素分析

为探究层状地基环形沟隔振中几何参数对其隔振效果的影响规律,文章采用振幅衰减比A_r值进行评价分析,并定义沟后A_r≤0.4区域为有效隔振区域,通过改变环形沟的几何参数,得到其对有效隔振区域影响变化规律,从而确定环形沟不同几何参数对其隔振效果的影响。结果表明：层状地基土中环形沟深度位于土层分界面附近时,环形沟隔振效果相对较弱;当宽度参数在0.01~0.35之间不断增大时,有效隔振区域占比变化幅度仅为4.8%,即环形沟宽度变化对环形沟隔振效果影响较小;随着环形沟弧长的增加,有效隔振区域面积的扩大速率减缓,弧长参数达到2.20以后,隔振效果趋于稳定;振源与环形沟之间及环形沟末端位置区域存在振动放大区。     

轨道交通荷载下路基土的动力学相关进展

随着经济和技术的快速发展,路基土动力学相关问题变得越来越重要。文中提炼出了轨道交通荷载下路基土动力学的3类科学问题:振动对周边影响;沉降对安全的影响;以及路基-轨道系统的共振。并对这3类问题的研究现状和发展趋势进行概述,提出了未来的研究方向,指出重点应建立车辆-轨道-地基耦合系统模型,加强地基土内部的沉降附加应力和土体内部动应力研究,大力发展无碴轨道技术。     

列车荷载作用下准饱和地基波阻板隔振特性研究

基于Biot波动方程,推导准饱和多孔介质控制方程,建立高铁列车-准饱和地基-波阻板(WIB)隔振模型,研究高铁列车移动荷载作用下准饱和地基中WIB隔振性能.以秦沈客运专线工程实例进行算例分析,研究饱和度对WIB隔振性能影响规律及其力学机制,分析不同列车速度、不同饱和度条件下水平x方向、竖向z方向位移振幅衰减系数及频谱曲...