地铁列车运行诱发环境振动的数值模拟与烦恼率评价

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地铁运行引起的振动不可避免的会对周围环境产生影响,从而对周边居民的工作和生活产生不利的影响。本文结合苏州轨道交通二号线工程,通过有限元数值模拟研究了地铁不同运行工况下自由场及周边建筑物的振动响应规律;而后基于烦恼率模型,对地铁振动激励下建筑物内人体舒适度进行了定量的评价,取得了一些有益的成果和结论:1)利用有限元软件PLAXIS隧道—地基二维有限元模型,研究了不同地铁运行工况条件下地面的振动响应规律。研究发现:地面的振动主要以竖直方向为主,随着到隧道中心线距离的增大,水平和竖直方向振动均有明显的衰减。分析地表振动的频谱发现,地面水平和竖直方向的振动频率主要在1OHz以内,随距离的增加,高频衰减明显。2)利用有限元软件PLAXIS隧道—地基—建筑物二维有限元模型,研究了不同地铁运行工况条件下周边建筑物的振动响应规律。研究发现:竖直方向振动随楼层数的增加,无明显衰减,而水平方向振动随楼层数的增加,有明显的增强。分析建筑物楼层振动的频谱发现,楼层水平和竖直方向的振动频率以低频为主,集中在10Hz以内。3)基于烦恼率模型,对地铁列车激励下的建筑物不同功能区内人体舒适度进行定量评价。研究发现:随着楼层数的增加,竖直方向烦恼率无明显变化,而水平方向烦恼率呈增大趋势;地铁运营诱发的周边建筑物中人的振动烦恼率主要集中在要求严格区域以及住宅区域,针对这两类区域,应采取相应的隔振减振措施。
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