【摘 要】
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地铁在方便人们出行的同时,其引发的环境振动问题也不容忽视。列车诱发的环境振动会干扰沿线居民的正常生活,影响精密仪器的使用,甚至导致古建筑物开裂。因此,研究地铁振源引致地表振动的隔振措施具有十分重要的现实意义。针对传统2维方法精度不足、3维方法效率低等问题,本文考察了Yang提出的2.5维有限/无限元法在地铁引致地表振动及隔振分析中的适用性,主要研究内容包括:（1）利用三重傅里叶变换方法求解了移动荷
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地铁在方便人们出行的同时,其引发的环境振动问题也不容忽视。列车诱发的环境振动会干扰沿线居民的正常生活,影响精密仪器的使用,甚至导致古建筑物开裂。因此,研究地铁振源引致地表振动的隔振措施具有十分重要的现实意义。针对传统2维方法精度不足、3维方法效率低等问题,本文考察了Yang提出的2.5维有限/无限元法在地铁引致地表振动及隔振分析中的适用性,主要研究内容包括:（1）利用三重傅里叶变换方法求解了移动荷载作用下半无限空间动力响应的理论解,包括位移、速度、加速度和应力-应变响应的理论解;（2）利用理论解验证了2.5维数值解的正确性,并利用2.5维数值方法深入研究了移动荷载引致土体的应力波传播特性;（3）将2.5维方法拓展应用于研究地铁振源引致地表振动问题,对沟渠的隔振效果进行了参数化分析,考察了沟渠深度、宽度和位置等因素的影响规律,并研究了填充沟渠不同填充材料的影响规律。基于上述研究工作,得出以下结论:（1）移动荷载下土体剪应力受“临界速度效应”影响最大,当荷载速度达到临界速度时,其最大值可达竖向正应力的0.8倍;（2）荷载速度超过临界波速时,应力响应可以观察到马赫波现象,且无自振频率荷载下,波传方向具有固定传播角;自振频率荷载下,波传方向无固定传播角;（3）地铁荷载引致的地表振动,20Hz以上较高频段衰减较快,0～20Hz频段衰减较慢;随着距离增加,地表振动总体逐渐减小,但局部会发生振动放大现象;（4）空沟渠隔振时沟前会发生振动放大现象,但其后方整体隔振效果显著;空沟渠的隔振效果受深度影响最大,且对10Hz以上较高频段具有明显的隔振效果,而对0～10Hz低频的隔振效果较差;（5）填充沟渠隔振时沟前振动放大较小,而沟后仅在一倍沟深范围内隔振效果显著;填充沟渠隔振效果受宽度影响较大,沟渠越宽,隔振效果越好;（6）填充沟渠的隔振效果受填充材料影响明显,一定范围内,刚性材料越刚,隔振效果越好,柔性材料越柔,隔振效果也越好;对10～20Hz较低频段的隔振效果,刚性材料要优于柔性材料。
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