成都地铁10号线振动预测方法研究

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近年来,各个国家积极发展完善城市轨道交通,与此同时,城市地铁运营诱发的环境振动的问题也愈发突出,目前国内外虽然开展了很多相关科研工作,但是仍需要更全面深入的研究。在此背景下,本论文在查阅大量国内外关于城市轨道交通地铁环境振动的文献,对地铁环境振动开展理论分析。根据成都地铁10线华兴站-金花站区间隧道地面振动源强和地面环境振动的实测数据,分析探讨地铁车辆运行时诱发的环境振动特性;根据《环境影响评价技术导则-城市轨道交通》(HJ453-2018)推荐的经验预测方法对地铁10号线地面环境进行振动预测,将实测数据与预测数据对比分析,通过复合回归的方法,对经验模型进行重新修正。本文的主要研究结论如下:(1)在成都地铁10号线特定工程状况条件下,A型车辆在90km/h的速度正常运行时,10号线地铁振动源强为VLZmax=77.14dB;(2)通过对振动源强处和地面不同测点位置处的时程曲线图分析可知,成都地铁10号线地铁列车运营引起的环境振动响应过程持续时间约9s;地面环境铅垂(Z)向和水平(X)向的振动加速度最大值出现在第一个测点位置(0m处),振动加速度随着距中心线距离的增加呈总体衰减的趋势,部分测点位置出现了反弹的现象,存在振动放大区。(3)通过频谱曲线分析,将振动频率分为三个频段:120Hz低频段,2050Hz中频段、50125Hz高频段,其中高频峰值加速度衰减最快,中频次之,低频变化不大。高频段振动能量在这个振动频率范围内是最大的,并且越靠近振源,高频振动所占比例越大。随着距离的增加,高频振动的影响逐渐变小,中低频振动成分的比例增加。(4)通过对振动源强处和地面不同测点位置处的1/3倍频程分析对比,地铁列车运行引起的环境振动的能量主要集中在2080Hz,并且随着距轨道距离增大,环境振动衰减的频率范围基本一致,变化不明显。(5)将现场实测数据按复合回归的数学方法,计算得出振动预测公式中距离修正项相关参数a、b、c。其中a=-7.8549,b=-0.1031,c=6.1464。因此,在成都平原地质条件下,地下段地铁振动预测计算公式中的距离衰减项可修正为:CD=-8lg[β(H-1.25)]-7.8549lgr-0.1031r+6.1464
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