交通环境振动明沟减振效应的边界元模拟与分析

基于上海市某公路交通环境振动实测结果,验证了半平面分层土介质格林函数结合边界元原理,分析交通环境振动明沟减振效应的可行性,并探索了明沟的设计参数对减振效果的影响。研究结果表明:(1)所提的边界元法可很大程度节省明沟的建模工作量;(2)明沟是通过反射土层的面波振动能量达到减振目的,主动与被动减振措施均具有明显控制效果;(3)明沟深度是影响其减振效果重要因素,但并非呈现一致性,存在合理深度范围问题;明沟宽度与减振效果作用关系不明显;(4)由于弹性波的振动能量沿土层深度方向存在扩散,被动减振措施相对于主动减振措施对明沟的深度提出了更高的要求。     

沟槽对爆破振动传播衰减影响的数值分析

采用Midas GTS有限元分析软件,基于连续介质力学的统一本构关系,建立三维数值分析模型,研究不同的沟槽宽度和深度对爆破振动衰减的影响。研究结果表明:在其他条件不变时,沟槽宽度对于减振效果影响不大,沟槽深度对于减振效果的影响较为显著,表现为沟槽越深、减振效果越好。     

混凝土灌注桩浇注系统关键尺寸及质量控制

通过对浇注过程及浇注质量影响因素的介绍,明确了影响混凝土灌注桩质量的因素,得到了影响混凝土浇注质量的几个关键尺寸,包括桩径、桩深以及导管直径、每节导管长度、首方混凝土用量、浇注速度、埋深、沉渣厚度;调研了目前施工中关键尺寸所在范围,给出比较通用的几个尺寸。通过关键尺寸的把控,可以达到控制成桩质量的目的。     

冲击压实破碎旧水泥混凝土路面引起的环境振动特性研究

结合对316国道福州段旧水泥混凝土路面冲击压实改建工程中环境振动的现场监测,探讨分析了冲击压实破碎旧水泥混凝土路面施工动荷载对周围环境振动影响的特点和规律,并通过进一步对振动量的频谱分析,分析了冲击压实引起的地面振动的频谱特征,最后基于以上研究,探讨了冲击压实引起的环境振动对建筑物的影响和防护,为冲击压实处理旧水泥混凝土路面技术的安全应用提供了技术参考。     

倾斜荷载下桩柱式桥墩受力变形分析传递矩阵法

为了研究倾斜荷载下桩柱式桥墩的受力变形特性,将其视为一工作整体,地面或局部冲刷线以上自由段视为置于虚拟土层中,根据桩(墩)身截面尺寸、混凝土强度等级以及土层情况等将桩柱式结构划分为若干分析单元段,基于Winkler弹性地基梁理论,考虑轴向和横向荷载共同作用,得到任一单元段的位移控制微分方程,并采用幂级数法进行解答。进而根据相邻单元段内力与位移连续条件得到了由柱顶受力与变形条件表示的桩柱式结构任一深度处水平位移、转角、弯矩及剪力的矩阵表达式。通过具体算例将提出的传递矩阵法所得结果与有限元等方法所得结果进行了比较。在此基础上,探讨分析了地基成层性对倾斜荷载作用下桩柱式结构体系内力与位移的影响。研究结果表明:表层土的物理力学性质及埋深对柱顶水平位移、地面处桩身水平位移及桩身最大弯矩值均有不同程度的影响。     

基于数值计算的抗滑桩锚固深度分析

利用数值计算探究在同一工况下，抗滑桩锚固深度分别与桩身截面尺寸、锚固段岩体强度的关系。分析结果表明:抗滑桩锚固深度随桩身截面尺寸增大而减小，但趋于一定值后，基本不再变化；锚固段岩体强度在一定范围变化时，抗滑桩锚固深度随锚固段岩体强度增大而减小，桩身弯矩呈反对称分布。     

饱和土—群桩结构共同作用体系地震反应分析中侧向边界的影响

通过数值计算,分析某典型饱和土-群桩结构共同作用体系三维地震反应分析中土层侧向远置边界设置位置的影响,探讨土层与群桩结构地震反应随土层计算范围不同而变化的规律.由分析结果得知,沿地震波输入方向土体尺寸每侧取4.5倍土层深度范围,垂直于地震波输入方向土体尺寸每侧取l倍土层深度范围,可保证饱和土体-群桩结构共同作用体系地震反应分析的精度.     

轨道交通桥梁减振降噪研究进展

随着高速铁路和城市轨道交通的迅猛发展,人们环保意识的增强以及高架线路的广泛应用,轨道交通桥梁振动与噪声已成为亟待解决的问题。首先,介绍了混凝土桥、钢桥、钢混组合桥的典型振动与噪声试验和桥梁结构噪声常用的理论研究方法。其次,从桥梁结构优化的角度,讨论了混凝土桥、钢桥常用的减振降噪措施,并探讨了TMD的减振降噪效果。然后,综述了桥上轨道结构常用的减振降噪措施。最后,总结了3种声屏障降噪效果的研究进展。结果表明：①不同结构桥梁振动与噪声有所差异,总体来说钢结构桥梁振动与噪声问题更为突出;②混凝土梁截面的优化措施具有一定的减振降噪效果,如增设中腹板或横隔板,优化腹板倾角等措施,U梁对轮轨噪声具有遮蔽效应,梁下区域遮蔽损失最大可达10 dB（A）,但与传统箱梁相比,U梁结构噪声更大;③约束阻尼结构能够有效控制钢桥振动与噪声,TMD能够有效抑制桥梁结构低频振动,但降噪效果甚微;④在钢轨、扣件、轨枕道床等方面采取相应的减振措施,从而达到轨道交通桥梁减振降噪的目的是最为经济可行的方法;⑤声屏障可有效控制交通噪声,直立声屏障降噪效果为5~10 dB（A）,半封闭声屏障降噪效果约15 dB（A）,全封闭声屏障降噪效果超过20 dB（A）。     

基于减隔振措施的曲线段变速地铁列车振动影响研究

为探究运行变速的地铁列车通过减振段引起的环境振动影响，选取成都地铁4号线宽窄巷子—中医大省医院区间钢弹簧浮置板减振段，建立“列车-轨道板-地层”三维有限元模型，并现场测试地铁运行时区间隧道及地表的竖向振动与水平振动，研究减振措施下曲线段变速地铁列车振动特征。结果表明:变速运行列车引起的道床及边墙振动时程曲线呈现出前期增长慢，后期衰减快的特点；列车变速运行下的道床及边墙的振动加速度波形不具备半周期对称性；在曲线段隧道结构的水平振动不可忽略；振动由道床传递至边墙过程中呈跳跃式衰减，钢弹簧浮置板具有良好的减隔振效果；道床和边墙处振动加速度的主要频率范围为60~100 Hz，振动由隧道内传递至地表过程中高频段衰减较快，地表处振动加速度的主要频率范围为5~30 Hz。     

路基强夯对高层建筑物振动影响研究

为探究路基强夯施工对近距离高层建筑物振动影响,针对建筑物各方向振动速度与夯点距离的关系,不同楼层振动响应特征,减振沟减振效果和建筑物振动频率和振动加速度变化规律进行现场试验研究。结果表明:建筑物各个方向振动速度随夯点距离增大而减小,9楼水平方向有显著振动放大效应;减振沟对9楼水平方向、1楼竖直方向振动减振效果较好;建筑物水平方向振动主频4.5～5.5Hz,竖直方向振动主频8～9Hz,建筑物振动速度满足相关规范要求。     

高速铁路桩板结构路基设计有关问题研究

桩板结构由钢筋混凝土桩基、路基填土与钢筋混凝土承载板组成,是融路基结构和地基处理为一体的新型路基结构形式。根据桩板结构的荷载特征和受力特性分析,对其埋置深度、承载板长度以及结构型式进行了研究,对高速铁路桩板结构路基的选型提出了建议;通过列车竖向活载的动力作用分析,对非埋式、浅埋式桩板结构中列车竖向活载的动力系数,以及桩板结构路基沉降的计算方法及差异沉降限值等进行了探讨。     

宁东铁路跨下伏输水隧洞的静动力计算及可行性分析

为了评价铁路修建的可行性及运营期间列车荷载对下伏输水隧道钢筋混凝土结构的安全性影响,开展了岩基-隧道钢筋混凝土结构的静动力计算研究,分析了移动列车荷载作用下岩基和衬砌的质点最大位移、最大主应力、振动位移和振动速度的变化规律。结果表明,列车移动荷载引起的岩基及衬砌结构的最大应力低于材料的容许应力;振动位移和振动速度时程曲线具有明显的三阶段特征,且同一列车速度时振动曲线特征点的对应时刻基本相当;振动位移的影响深度随列车速度的增加而增加,衰减完成的时间随列车速度的增加而减少。在输水隧洞上方修建铁路对其钢筋混凝土衬砌结构的安全性影响甚小,无需加固处理。     

预应力锚索锚固效应动态模型试验

为了解既有列车振动荷载对锚索预应力损失、地表沉降及桩体水平位移的影响,以京石高铁石家庄六线隧道明挖深大基坑桩、锚围护结构为工程背景,根据相似关系,试验确定了土体-桩锚系统模型试验材料;针对列车振动荷载特点,开展了基坑开挖完成后连续振动162 d（相似关系）的模型试验,分析了振动频率分别为8.282,13.801,20.704 Hz时锚索预应力的损失规律、地表沉降、桩体水平位移以及锚索预应力随锚固深度变化的特点。试验结果表明：随着振动频率（列车行车速度）的增加,锚索预应力损失率、最终地表沉降值和桩体水平位移均大幅增加; 8.282 Hz频率（行车速度120 km·h^-1） 下振动28 d,锚索预应力平均损失率为2%;13.801 Hz频率 （行车速度200 km·h^-1） 下振动53 d,锚索预应力平均损失率为8%;20.704 Hz频率（行车速度300 km·h^-1）下振动53 d,锚索预应力平均损失率高达23%;锚固段锚索应力沿锚索锚固深度呈喇叭状开口递减趋势,接近锚固段底部时,其应力几乎为0。通过动态模型试验,掌握了列车振动荷载作用下锚索预应力随时间的损失规律,对临近铁路深大基坑锚索设计与施工具有理论指导意义。     

地铁列车荷载作用下地铁车辆段桩承式复合地基动力响应数值分析

为探讨软土地基经桩体加固后，地铁列车荷载作用下地铁车辆段轨道下部结构的复合地基动力特性及分布规律，采用有限元显式动力学方法，分析比较了广州地铁某车辆段轨道下部软基区域经桩体加固前后以及桩体模量对土体动力特性的影响。数值分析结果表明:(1)经桩体加固后，土体的振动加速度比无桩体加固时衰减更快，土体的动应力幅值有所减小，且土体动应力随桩体模量的增大而减小；(2)土体动应力随横向距离和深度方向变化过程中，局部区域呈现先增大再减小的趋势，说明桩顶和桩底附近出现了应力集中现象；(3)软黏土的动应力幅值和振动加速度幅值沿深度方向先快速衰减，后衰减趋于稳定，说明计算动力附加沉降时主要考虑软土浅层区域。     

公路交通引起的地下深层土体振动实测及其衰减分析

为了研究公路交通荷载引起的振动随深度的衰减规律,分别对深度为5.5 m.19.5 m、34.5 m.39.5 m的孔中测点以及孔口附近地面测点进行了位移振动同步测试,并在时域和频域上分别对有车工况和无车工况下的实测数据进行了分析。结果表明:随着深度的增加,交通振动中的高频部分会迅速衰减.低频部分则衰减缓慢,铅垂方向位移衰减因子相比水平方向衰减因子衰减得更快;有车工况下,铅垂方向位移幅值在深度39.5 m处仅为地面的15%.振动衰减已很明显。     

软土地基中CFG桩单桩施工引起的超静孔隙水压力

当采用振动沉管法施工CFG桩时,沉管的振动和挤压效应将对桩周土产生极大的扰动,对饱和软粘土则会引起很大的超静孔隙水压力。通过某工程现场CFG桩施工所观测的桩周超静孔压数据的分析和整理,系统研究了单桩施工产生的超静孔压的发生发展过程,分析了超静孔压在桩周径向及深度上的分布,探讨了超静孔压的消散规律,以期为优化这类桩的施工以及合理桩间距的确定提供现场实测资料。     

盾构切削混凝土模拟试验和切削桩基施工技术

城市轨道交通盾构施工中经常遇到穿越地下障碍物(如混凝土桩、挡土结构、管渠、地下构造物等)的难题,一般采取桩基托换、拆除桩基或人工凿桩的方法进行处理,但传统处理方法具有造价高、工期长、对周边交通影响大等缺点。通过采用小直径(400mm)盾构切削素混凝土、玻璃纤维混凝土及钢筋混凝土的模拟试验,对盾构直接切削桩基施工技术的可行性进行研究,分析了盾构刀盘的改造,获取了掘进施工参数控制资料。并通过上海轨道交通7号线和10号线工程采用盾构切削钢筋混凝土桩基的实践,证明:1)盾构直接切削钢筋混凝土施工是可行的;2)盾构始发前应对刀盘进行改造,宜在面板上增加一定数量先行刀和贝壳刀;3)盾构切削桩基过程中推进速度宜慢(小于10 mm/min),盾构设定土压、推力、刀盘扭矩宜稳定;4)在盾构切削桩基过程中,应向土仓内添加润滑减摩材料,以防混凝土碎块堵塞螺旋输送机。在盾构通过后,应根据监测情况进行管片背后的二次注浆,以控制地面和建筑物沉降;5)采用盾构直接切削桩基具有施工经济、安全,对环境影响小的优点。     

京石客专路基声屏障桩基础受力特性试验研究

用现场静载试验的方法,利用预埋钢筋计和土压力盒,进行了高速铁路路基声屏障桩基础在竖向荷载作用下的桩身应力和桩底反力的测试。重点分析声屏障桩基础在荷载作用下的沉降量和桩身内力。结果表明:对于声屏障的桩基础,采用试验时的桩长、桩径和桩身混凝土,桩基的承载力很大,桩顶荷载主要由桩周土的侧摩阻力来承担,并分析了此类桩基础承载力的影响因素,为今后进一步改进声屏障桩基础的设计提供了可供参考的试验数据和经验积累。     

下卧层刚度对CFG桩复合地基承载特性的影响研究

结合某高速铁路CFG桩加固湿陷性黄土地基的工程实例,采用室内模型试验和数值模拟的方法,研究了下卧层刚度对CFG桩复合地基承载特性的影响.通过模型试验,获得了天然地基、悬浮式和支承式CFG桩复合地基的P-S曲线以及桩土应力比曲线.采用有限元分析软件,模拟以上三种工况在路堤荷载作用下的位移和桩土应力比.模型试验表明:下卧层刚度对湿陷性黄土CFG桩复合地基沉降影响效果显著,支承式CFG桩复合地基的桩土应力比更大.数值模拟与模型试验的结果基本一致,二者可以相互印证.     

基于正交试验的膨胀土地区桩板墙设计参数优化研究

桩板墙作为路堑边坡的常用防护结构，在膨胀土地区工程应用中的设计参数过于保守。为研究肯尼亚蒙内铁路在蒙巴萨地区膨胀土地段路基的桩板墙防护结构，基于正交试验设计方法，采用数值仿真模型，分析了路堑边坡开挖过程中桩板墙结构不同位置处的受力变形规律，并对桩板墙的设计参数进行了优化。结果表明:优化后桩前纵向棱角处和板体中部的最大剪应力分别降低了23.02 %和16.30 %，C35钢筋混凝土用量减少了6.16 %。