板式无砟轨道交通引起的环境振动数值分析

利用已研究出的高速铁路动荷载,采用粘弹性边界,运用有限元法建立轨道-路基-大地二维动力分析模型,分析板式无砟轨道交通引起的振动在大地中的传播特性。计算分析表明:地表的振动强度随着离轨道中心线的距离增加而逐渐衰减。离轨道中心线近处,地表振动较强,而且加速度主要频段在20 Hz以上;离轨道中心线较远处,振动较小,加速度主要频段在10 Hz以下。随着离轨道中心距离的增加,加速度幅值随之减小,而且地表20 Hz以上的振动衰减得较快,10 Hz以下的振动衰减得较慢。     

类矩形隧道地铁振动在软土地层中传播衰减数值模拟研究

依托宁波地铁4号线，采用数值计算方法研究了类矩形隧道地铁振动的传播衰减规律，并将隧道埋深和土层弹性模量作为参数研究其对规律的影响。最后，将类矩形隧道与双圆形隧道的研究结果进行对比分析，结果发现两种隧道在水平方向和竖直方向的振动响应都随距离增大而减小。隧道埋深增加，两种隧道振动响应均减小，但类矩形隧道减振效果优于双圆形隧道；土层弹性模量越大，振动响应越小，同一隧道埋深下，3种地层中类矩形隧道振动响应都小于双圆形隧道。     

HHT-8强夯法加固欠密实路基环境振动测试

以福建省某工程为依托,在现场埋设加速度传感器,分别从X Y,Z三个方向来研究道路夯实机振动工作时对周围环境的影响.分别测试了三大类情况HHT-8四个夯实档位,测试1未设置隔震沟,测试2和测试3设置了不同尺寸的隔震沟.结果表明:设置隔震沟后,随着距离的增加,加速度响应先减小后在距隔震沟3 m处回弹后再次衰减;设置隔震沟能...     

北京地铁8号线盾构施工引起周围古旧平房振动响应的数值模拟研究

以北京地铁8号线二期盾构施工工程为研究背景,针对典型工况,首先利用盾构作业面现场测试,得到盾构施工振动振源的时程曲线,并分析其频幅特性;其次对盾构施工引起的建筑物的振动响应进行现场测试。在此基础上,利用Z_soil有限元分析软件,考虑隧道结构-周围土层-建筑物的动力相互作用,以实测振源时程作为荷载输入,建立盾构施工引起周围建筑物振动响应的三维动力有限元分析模型;结合现场测试的成果,分析地铁隧道盾构施工引起的周围建筑物的振动响应规律。主要结论如下： 1）盾构施工引起的横断面上的建筑物振动响应,随距隧道中心距离的增加而呈现出衰减的趋势,但又表现出一定的波动性; 2）振动对于作业面向前的建筑物的影响较其对于作业面向后的影响要大。     

路基强夯振动衰减规律及对临近构筑物影响分析

强夯法作为常见的地基处理方式,在公路特殊路基处理中发挥着重要的作用。依托西北地区某高速公路工程实例,对湿陷性黄土路基强夯加固振动的衰减规律及其对临近构筑物的影响进行分析。实测数据显示,强夯引起的地面振动以竖向振动为主,振动速度随着振源距离的增加而减小。通过修正的萨道夫斯基公式引入,建立了3 000 kN·m能级夯击下振动速度指数衰减公式。参考当前规范中关于工程振动对建(构)筑物影响的评价方法,结合实测振动速度数据及振动频率数据,确定了构筑物的最小安全距离。该分析方法及评价过程可为类似条件下路基设计与施工提供借鉴。     

地面交通荷载引发的场地振动实测分析

对城市地面交通引发的场地振动进行现场实测,基于实测数据,在时域和频域内分别统计分析了公交车引发的振动随距离的衰减规律,统计结果表明,衰减速率在近振源区域明显大于远振源区域,振动的影响范围在距振源50 m以内的区域;由公交车引发的振动在影响区域内的卓越频带为7～20 Hz,其中心频率约为11 Hz.最后,亦比较了采用面源荷载引发振动的地表响应经验公式的预测值与实测值,结果表明,经验公式在应用于本文的测试条件时,可能会低估振动水平.     

振动压路机对建筑物影响的仿真与分析

针对压路机施工对周边建筑物产生振动破坏这一现象,运用振动衰减公式,分析振源、传播介质和建筑物三者之间的振动响应关系,并参考国家对建筑物安全振动速度的标准规定,对具体型号振动压路机进行仿真,得出建筑物的极限安全距离,对保护施工场地周边建筑物有参考价值.     

列车动载对紧邻基坑支护影响的动力测试及分析

当既有线路紧邻基坑时,列车的长期动载作用会引起基坑支护的动力响应,因此按照列车等效静载设计基坑支护的方法难以完全满足紧邻既有线路的基坑施工安全要求。本文依托潍日高速上跨胶济铁路转体桥基坑工程,开展了基坑支护的动力响应测试研究,得到了距离既有线路不同距离下的基坑支护的振动加速度,总结了由列车动载引起的基坑支护振动加速的衰减规律。     

液态CO2气爆破岩振动衰减规律试验研究

为研究CO₂爆破振动衰减规律，依托青藏高原公路路基改建工程，开展了CO₂爆破试验，测试了CO₂爆破振动信号，分析了振动速度衰减规律，并与《爆破安全规程》规定的安全允许质点振速进行了对比分析。研究结果表明:CO₂爆破振动速度随爆源距增加迅速衰减，振动速度与装药量和距离的比值成指数函数关系。     

铁路简支箱梁阻尼板材减振性能模型试验研究

为研究阻尼板材对铁路简支箱梁桥的减振效果,以某铁路桥32m简支箱梁为原型,制作几何缩尺比10∶1的简支箱梁相似模型,分别在模型梁跨中截面腹板、翼板、底板敷设阻尼板材,对模型梁进行锤击试验,测量各部位的振动响应,研究阻尼板材对腹板、翼板、底板的减振效果。结果表明:箱梁翼板振动随频率增加缓慢衰减,腹板和底板的振动在中高频段衰减较快;振动由顶板传递至底板时衰减最快,传递至翼板时衰减最慢;在腹板敷设阻尼板材后,腹板的振动显著减小,底板的振动有一定程度减小,翼板的振动变化很小;在翼板、底板敷设阻尼板材后,相应部位的振动均大幅减小;阻尼板材能大幅降低箱梁各板件的振动,具有良好的减振效果。     

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。     

基于HHT分析的浅埋隧道爆破振动控制研究

以青岛地铁施工过程中浅埋段隧道下穿建筑物为例,运用HHT分析理论结合MATLAB软件研究了爆破振动监测信号的时频关系,分析雷管的起爆时间间隔,为振动控制提供理论依据。通过分析发现:1)爆破振动信号的频率基本在90 Hz以下,优势频率范围为20~70 Hz;2)根据《爆破安全规程》规定的安全允许标准,3号民房爆破安全允许振速可定为2.0 cm/s,设计振速1.0cm/s较为保守;3)不考虑雷管自身延时误差的情况下,60 ms将是雷管比较理想的段与段之间延期时间间隔;4)实际爆破过程中,雷管延时误差是普遍存在的,总体误差呈现为正值。     

交通荷载作用下市政道路路面振动测试与分析

对市政道路进行减隔振设计，需先研究交通车辆荷载引起的道路振动特性。实测了广州市南大路和番禺大道北辅路在四种车辆和混合车流时的路面振动加速度，并对测试数据进行峰值、频谱、VLz振级分析，研究车辆荷载引起的市政道路振动规律。结果表明:道路振动加速度响应幅值与汽车轴重、行驶速度、道路结构刚度密切相关，随着汽车轴重、车辆行驶速度和道路刚度的增大而增大；汽车荷载激励以竖向振动为主，频率主要在5.0～40.0 Hz之间，能量集中于10.0~20.0Hz范围。     

High-frequency random vibration analysis of a high-speed vehicle–track system with the frequency-dependent dynamic properties of rail pads using a hybrid SEM–SM method

A hybrid Spectral Element Method (SEM)–Symplectic Method(SM) method for high-efficiency computation of the high-frequency random vibrations of a high-speed vehicle–track system with the frequency-dependent dynamic properties of rail pads is presented. First, the Williams-Landel-Ferry (WLF) formula and Fractional Derivative Zener (FDZ) model were, respectively, applied for prediction and representation of the frequency-dependent dynamic properties of Vossloh 300 rail pads frequently used in China's high-speed railway. Then, the proposed hybrid SEM–SM method was used to investigate the influence of the frequency-dependent dynamic performance of Vossloh 300 rail pads on the high-frequency random vibrations of high-speed vehicle–track systems at various train speeds or different levels of rail surface roughness. The experimental results indicate that the storage stiffness and loss factors of Vossloh 300 rail pad increase with the decrease in dynamic loads or the increase in preloads within 0.1–10,000?Hz at 20°C, and basically linearly increase with frequency in a logarithmic coordinate system. The results computed by the hybrid SEM–SM method demonstrate that the frequency-dependent viscous damping of Vossloh 300 rail pads, compared with its constant viscous damping and frequency-dependent stiffness, has a much more conspicuous influence on the medium-frequency (i.e. 20–63?Hz) random vibrations of car bodies and rail fasteners, and on the mid- (i.e. 20–63?Hz) and high-frequency (i.e. 630–1250?Hz) random vibrations of bogies, wheels and rails, especially with the increase in train speeds or the deterioration of rail surface roughness. The two sensitive frequency bands can also be validated by frequency response function (FRF) analysis of the proposed infinite rail–fastener model. The mid and high frequencies influenced by the frequency-dependent viscous damping of rail pads are exactly the dominant frequencies of ground vibration acceleration and wheel rolling noise caused by high-speed railways, respectively. Even though the existing time-domain (or frequency-domain) finite track models associated with the time-domain (or frequency-domain) fractional derivative viscoelastic (FDV) models of rail pads can also be used to reach the same conclusions, the hybrid SEM–SM method in which only one element is required to compute the high-order vibration modes of infinite rail is more appropriate for high-efficiency analysis of the high-frequency random vibrations of high-speed vehicle–track systems.     

斜向预应力混凝土铺面振动特性

预应力影响下斜向预应力混凝土铺面的振动特性，并揭示预应力水平与振动特性的关系，首先开展足尺模型试验，通过分级张拉模拟不同预应力水平，并利用加速度计采集足尺模型振动数据，依托快速傅里叶变换捕获各预应力水平对应的振动特性，从而揭示预应力对斜向预应力混凝土铺面振动特性的影响。其次，利用ABAQUS软件建立斜向预应力混凝土铺面数值模型，通过等效荷载法模拟预应力作用，采集不同预应力水平下数值模型的加速度响应，并通过数值模拟拓展试验工况，开展参数（模量、密度、摩擦因数等）敏感性分析，进一步研究斜向预应力铺面振动特性及其变化规律。研究结果表明：预应力对振动主频影响较小，以主频为指标的传统方法在斜向预应力混凝土铺面振动分析中具有局限性，难以体现预应力影响下振动频谱的整体变化；预应力水平会显著影响50~150 Hz频段的振动频谱分布，随着预应力增大，50~150 Hz频段频谱曲线向高频呈现明显偏移，该频段权重频率变化量与预应力变化幅度具有显著的相关性；该规律在不同材料、摩擦因数等参数组合下具有一定普适性，进一步佐证预应力水平对权重频率具有显著影响，因此，建议采用权重频率作为指标以观测频谱分布的变化，从而分析预应力对斜向预应力混凝土铺面振动特性的影响。     

Vossloh300扣件阻尼频变对高铁高频振动的影响研究

以Vossloh300扣件胶垫为研究对象，利用配备温度箱的万能试验机测得其在-60℃~20℃的耗能刚度。在试验基础上结合温频等效原理及车辆-轨道垂向耦合Timoshenko梁模型，在频域内探究该型扣件频变阻尼对高铁轮轨系统动力特性的影响。结果表明:Vossloh300扣件胶垫在20℃，4 Hz激振频率下阻尼系数约152.2 kN/（m·s-1）。Vossloh300扣件频变阻尼主要影响车辆-轨道垂向耦合系统1/3倍频中心频率22 Hz以上的振动响应，即:①增大车辆和轨道系统22~56 Hz的中高频振动，同时减小其60~256 Hz的高频振动；②在512~1 500 Hz范围内，钢轨垂向1/3倍频加速度振级最大值增大了5 dB，同时，扣件力1/3倍频幅值最大值减小了92%。因此，为精确预测高速铁路车辆及轮下结构随机振动响应，需考虑扣件胶垫的阻尼频变特性。     

爆破振动对宋家湾隧道施工的影响

为评价在生产常规作业阶段爆破施工方式对隧道结构的影响,对宋家湾隧道爆破振动进行监测,以获取主振频率,最终以频率和振动速度2个指标评估隧道爆破作业振动效应.本次爆破的最大振动速度为3.1 cm/s,主振频率范围为27.34～70.31 Hz,最大振动速度远小于国家标准.可知对隧道支护结构影响有限频率范围为27.34～70.31 Hz,远高于隧道的自振频率(一般在3～9 Hz范围内),不会出现共振放大现象.     

熨平板振动分析与找平支架隔振设计

通过对某熨平板进行动力学分析,获得扰动力和扰动力矩的频率、大小及作用方向,由此确定了找平支架隔振系统的固有频率为16 Hz,并设计、计算了弹性支撑元件的力学参数和形状尺寸。最后通过测试验证了隔振效果,结果显示:在低频区域,加速度放大了20%~50%,但从25 Hz左右开始,加速度幅值开始低于输入信号幅值,达到了预期效果。     

两自由度系统的自由振动实验

汽车行驶过程中会因为地面不平引起的冲击载荷、发动机工作的振动等原因而产生振动,当汽车振动的频率与车身固有频率相接近时,车身会产生很大的垂向加速度,不仅会使驾乘人员感到不适,还会造成车身结构的损坏。因此,对于汽车振动模型的研究就显得尤其重要。以搭建的两自由度系统的试验模型为研究对象,求得其在不同初始条件下实验的自由振动响应,来验证理论求解模型的正确性,为汽车平顺性的改善提供理论依据。