• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看

      ?

      不同隧道埋深下列車運(yùn)行誘發(fā)環(huán)境振動(dòng)研究

      2021-05-19 08:09:14朱利明
      黑龍江交通科技 2021年4期
      關(guān)鍵詞:列車運(yùn)行加速度土體

      張 森,朱利明,王 霆

      (1.南京工業(yè)大學(xué),江蘇 南京 210009;2.南京地鐵建設(shè)有限責(zé)任公司,江蘇 南京 210000)

      0 引 言

      隨著城市軌道交通系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,地鐵列車運(yùn)行所引發(fā)的環(huán)境振動(dòng)問(wèn)題也逐漸顯現(xiàn)。針對(duì)環(huán)境振動(dòng)問(wèn)題,Lopes、汪益敏等的研究發(fā)現(xiàn):地鐵運(yùn)行引起的地面振動(dòng)響應(yīng)頻帶為10~120 Hz,振動(dòng)峰值出現(xiàn)在25~40 Hz之間。王逢朝、姚謙峰等采用簡(jiǎn)化方法計(jì)算了地鐵列車引起的振動(dòng)在土層中的傳播特性。另有研究表明,地鐵列車運(yùn)行引起的地面振動(dòng)并非隨著距隧道中心線距離的增加而一直減小,而是有可能出現(xiàn)局部放大的現(xiàn)象。本文以南京地鐵4#線某區(qū)間段為研究背景,結(jié)合實(shí)際場(chǎng)地土情況,基于車輛-軌道-隧道-土體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,討論了地鐵列車勻速運(yùn)行引起的環(huán)境振動(dòng)在特定場(chǎng)地土中的傳播特征及隧道埋深對(duì)地鐵列車運(yùn)行振動(dòng)傳播衰減的影響規(guī)律。

      1 數(shù)值分析模型

      預(yù)測(cè)地鐵列車運(yùn)行引起的地面振動(dòng)問(wèn)題,一般將數(shù)值分析模型分成2個(gè)子模型:車輛-軌道垂向耦合動(dòng)力學(xué)模型和軌道板-隧道-土體有限元模型。

      南京地鐵4#線采用寬體鼓形B型地鐵列車,采用4動(dòng)2拖方式編組。對(duì)于車輛模型,各節(jié)車輛均被模擬為由一個(gè)車體、兩個(gè)構(gòu)架、四個(gè)輪對(duì)構(gòu)成的多剛體系統(tǒng),考慮鋼軌振動(dòng)的邊界條件影響,將無(wú)限長(zhǎng)的鋼軌簡(jiǎn)化為有限長(zhǎng)Bernoulli-Euler簡(jiǎn)支梁模型。車輛模型的主要幾何參數(shù)以及車輛-軌道垂向耦合動(dòng)力學(xué)模型的建立參見(jiàn)邵鳴和的碩士學(xué)位論文,軌道結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)如表1所示。

      表1 軌道結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)

      根據(jù)南京地鐵4#線某區(qū)間段實(shí)際情況,采用ANSYS建立軌道板-隧道-土體有限元模型,將場(chǎng)地土簡(jiǎn)化為3層,每層土體的動(dòng)力參數(shù)見(jiàn)表2。

      表2 土層地質(zhì)及結(jié)構(gòu)參數(shù)表

      建立模型時(shí),土體、軌道板和隧道結(jié)構(gòu)均采用三維實(shí)體單元(solid45)進(jìn)行模擬,各層之間通過(guò)共用節(jié)點(diǎn)發(fā)生相互作用。整個(gè)有限元模型的尺寸為56 m×102 m×40 m(Y×X×Z),隧道埋深為14.5 m。單元網(wǎng)格在軌道板附近劃分較細(xì),隨著至軌道距離的增加,模型單元尺寸逐漸增大??紤]到土體的無(wú)限性,模型中除自由表面和對(duì)稱邊界外,其余邊界均采用三維一致粘彈性等效單元模擬無(wú)限域內(nèi)波的傳播。

      2 不同隧道埋深下列車運(yùn)行誘發(fā)環(huán)境振動(dòng)影響分析

      為研究地鐵列車在既有軌道條件下勻速運(yùn)行時(shí)引起的振動(dòng)在土體中的傳播規(guī)律和衰減特性,選取地表距隧道中心正上方0 m、10 m、20 m、30 m、40 m以及50 m處的一系列點(diǎn)為研究對(duì)象(觀測(cè)點(diǎn)示意圖如圖1所示)。

      圖1 有限元模型觀測(cè)位置示意圖

      現(xiàn)實(shí)中,為減小地鐵列車運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)對(duì)周邊環(huán)境的影響,地鐵隧道會(huì)采用不同的埋深,現(xiàn)將隧道埋深設(shè)置為9.5 m和19.5 m,將上述兩種工況分別進(jìn)行計(jì)算,并與原埋深工況進(jìn)行對(duì)比,研究在特定場(chǎng)地環(huán)境下,采用不同埋深時(shí)地鐵運(yùn)行振動(dòng)對(duì)周邊環(huán)境的影響。經(jīng)計(jì)算,各觀測(cè)點(diǎn)的地表垂向加速度時(shí)程圖和頻譜圖如圖2所示。

      圖2 地表距隧道中心正上方不同位置處的加速度響應(yīng)(0~50 m)

      由圖2可知:與埋深較大的工況相比,隧道埋深較淺時(shí),地鐵勻速運(yùn)行引起的振動(dòng)響應(yīng)明顯較大,隨著隧道埋深的增大,垂向加速度振動(dòng)明顯降低。頻域內(nèi),三種埋深的地表垂向加速度頻率主要分布在0~80 Hz頻段,隨著與隧道中心距離的增大,埋深越淺地表振動(dòng)衰減越快,低頻振動(dòng)相對(duì)于高頻振動(dòng)衰減緩慢,且埋深較淺時(shí),垂向加速度峰值分布頻段相對(duì)較寬,隨著埋深增加,土體振動(dòng)頻譜范圍沒(méi)有明顯變化。從圖中還可以看出,雖然增加埋深在大多數(shù)距離、大多數(shù)頻段處都能起到減振作用,但在距振源一定位置處的一些頻段上反而會(huì)造成更大的振動(dòng),如原工況相比工況1,在距振中20 m處在頻段40~60 Hz內(nèi)會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)增大的現(xiàn)象。

      用振動(dòng)衰減率進(jìn)一步分析土層的衰減作用。衰減率的計(jì)算公式為

      (1)

      式中:A0為地表距隧道中心正上方水平距離d=0 m處的振動(dòng)加速度,Ai為d=0~50 m各處的振動(dòng)加速度。(注:衰減率正值表示衰減,負(fù)值表示增幅。)

      給出地鐵列車以60 km/h勻速運(yùn)行時(shí),時(shí)域內(nèi)各觀測(cè)點(diǎn)的垂向加速度有效值及其衰減率變化圖,如圖3所示。

      圖3 地表0~50 m范圍內(nèi)垂向加速度有效值及其衰減率

      由圖3可知:三種埋深條件下,地表振動(dòng)加速度有效值的峰值分別出現(xiàn)在0 m、15 m、20 m處,峰值大小依次為2.049×10-3m/s2,1.753×10-3m/s2,0.860×10-3m/s2,衰減率依次為0,-70.4%,-118.6%;與隧道軸線水平距離0~50 m內(nèi),地表垂向加速度時(shí)域有效值隨著與線路中心線距離的增加均呈現(xiàn)先減小再增加后減小的趨勢(shì),且埋深越大,振動(dòng)響應(yīng)越小,但由于土層中振動(dòng)波的反射、疊加等復(fù)雜原因?qū)е碌木植空駝?dòng)增大,也會(huì)出現(xiàn)個(gè)別測(cè)點(diǎn)在埋深較大時(shí)的振動(dòng)量大于埋深較小時(shí);與另外兩種工況不同,隧道埋深為9.5 m時(shí)出現(xiàn)了兩處振動(dòng)放大區(qū),且第二處放大效果與第一處相比較小。

      3 結(jié) 語(yǔ)

      本文結(jié)合南京地鐵4#線云南路站~鼓樓站區(qū)間實(shí)際場(chǎng)地土情況,基于車輛-軌道-隧道-土體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,研究了不同隧道埋深對(duì)地鐵列車勻速運(yùn)行振動(dòng)傳播衰減的影響程度。得到的主要結(jié)論如下:

      (1)與埋深較大的工況相比,隧道埋深較淺時(shí),地鐵勻速運(yùn)行引起的振動(dòng)響應(yīng)明顯較大,隨著隧道埋深的增大,地表垂向加速度明顯降低,即地鐵列車引起的振動(dòng)響應(yīng)隨隧道埋深的增大而減弱。

      (2)較大埋深時(shí)地表垂向加速度響應(yīng)衰減明顯,這表明土層在振動(dòng)波傳播衰減的過(guò)程中有著重要的作用,在無(wú)法增大距離繞行的情況下,為減小地鐵運(yùn)行振動(dòng)對(duì)周邊環(huán)境的影響,在特殊區(qū)間段地鐵隧道可采用較大埋深通過(guò)。

      (3)隨著埋深的增加,地表振動(dòng)加速度最大值和有效值的峰值衰減率也隨之增加,且埋深對(duì)振動(dòng)放大區(qū)的振動(dòng)響應(yīng)峰值的大小和位置均產(chǎn)生了較大的影響,在實(shí)際工程中,應(yīng)注意避開(kāi)由于振源埋深引起的放大區(qū)。

      猜你喜歡
      列車運(yùn)行加速度土體
      “鱉”不住了!從26元/斤飆至38元/斤,2022年甲魚(yú)能否再跑出“加速度”?
      頂管工程土體沉降計(jì)算的分析與探討
      河北水利(2022年4期)2022-05-17 05:42:44
      改善地鐵列車運(yùn)行舒適度方案探討
      天際加速度
      汽車觀察(2018年12期)2018-12-26 01:05:42
      創(chuàng)新,動(dòng)能轉(zhuǎn)換的“加速度”
      金橋(2018年4期)2018-09-26 02:24:46
      死亡加速度
      基于土體吸應(yīng)力的強(qiáng)度折減法
      列車運(yùn)行控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析
      不同土體對(duì)土
      ——結(jié)構(gòu)相互作用的影響分析
      相同徑路的高速列車運(yùn)行圖編制方法
      合山市| 霍州市| 繁昌县| 报价| 萍乡市| 云梦县| 兴城市| 马尔康县| 洞口县| 乌鲁木齐县| 包头市| 遵义市| 同心县| 会宁县| 宝应县| 固阳县| 雅安市| 车致| 翁源县| 铁岭县| 汕尾市| 仪陇县| 文成县| 普定县| 清河县| 长寿区| 桃园市| 蓝田县| 锦州市| 新巴尔虎右旗| 忻城县| 盘山县| 朝阳区| 定西市| 岑溪市| 阿拉善右旗| 黎城县| 宁海县| 淮北市| 武陟县| 聂拉木县|