高速列车振动荷载作用下马蹄形断面隧道动力响应特性分析     

杨文波  邹涛  涂玖林  谷笑旭  刘雨辰  晏启祥  何川 《岩土力学》2019,(9):3635-3644

为了研究马蹄形隧道在高速列车振动荷载作用下的动力响应特性,采用模型试验与数值模拟相结合的方法,以时域、频域分析为基础,采用频率响应函数和峰值振动加速度作为评价指标,分析了列车时速分别为300 km/h和350 km/h的单点振动荷载作用下的隧道结构动力响应规律。通过FLAC^3D计算软件建立三维数值模型,研究了高速列车移动荷载作用下隧道结构的动力响应特性。研究结果表明:在列车振动全频域扫频荷载作用下,隧道结构内部的动力响应不是沿隧道环向逐渐衰减,而是仰拱到拱脚处的响应出现一定的衰减,但拱腰到拱顶处却呈现出增大趋势;在40~200Hz频率范围内,圆形断面隧道结构的动力响应小于马蹄形断面隧道结构的动力响应,平均差值约为3.8 dB,表明隧道的断面形状对其结构的动力响应影响较大,在设计时应予以考虑;在列车移动荷载作用下,各监测点的加速度响应表现出明显的周期效应,列车经过时动力响应显著增大;移动荷载作用下隧道结构的峰值振动加速度较单点振动荷载作用下均有不同程度的增加,因此在研究列车振动荷载诱发的动力响应特性时应考虑列车的移动效应。  相似文献   

地铁列车进出站时土层空间振动特性分析     

陈文化  张谦 《岩土力学》2019,40(9):3656-3661

地铁列车进、出站引起的土层振动是一种振源特性丰富且复杂的特殊振动。为了研究地铁进、出站时引起土层振动差异性和空间振动特性,首先将地铁进、出站过程中变速移动的振源简化成振动频率、车离站相对位置及行驶位置不断变化的柱面振源。基于波动原理,采用波函数展开法建立空间振源在土层内的波动场表达式;利用反射定律推导不同波型反射波的传播方向,再根据Graf加法公式以及贝塞尔函数的变换特性将波场表达式转换到统一坐标系下,利用大圆弧地表的边界条件求解不同振源位置下的待定波场系数;最后根据频域内振动叠加原理,确立在整个列车进、出站过程中变速移动振源的总波动场。通过比较计算得到的列车进、出站时地表振动频谱和实测地表频谱特性,验证柱面振源的有效性,发现进、出站引起的地表振动低频特性更明显。参数分析表明,启动最大加速度和制动初速度的增加都将使地表竖向振动响应增大。  相似文献   

基于改进局部安全度的爆破作用边坡稳定性分析     

姜谙男  张权  吴洪涛  段龙梅  焦明伟  白涛 《岩土力学》2019,40(Z1):511-518

由于边坡滑动是渐进破坏的过程,研究其局部安全程度有重要意义。建立了改进的局部安全度(ZSI)计算方法,可统一表征局部岩土体弹性、塑性和破坏不同阶段的稳定状态,通过静力边坡的离心加载数值试验分析,验证了ZSI指标有效性。对爆破影响的边坡进行时程动力数值模拟,获得了不同爆破参数下边坡局部安全指标分布模式。结果表明,随着爆破荷载幅值、孔隙水压和荷载作用时间的增加,ZSI的负值区域逐渐增大,滑动面也不断延伸和贯通;振速增大区局部集中在滑动体,破坏区域主要集中在爆源附近和滑动面;爆破作用下孔隙水压对边坡滑动面破坏影响最为明显,而爆破作用时间对边坡爆源附近破坏影响最为明显。文中研究方法和结论对于深入认识爆破作用边坡的渐进破坏机制有积极的意义。  相似文献   

环境取样钻机的关键技术及发展趋势研究          下载免费PDF全文

李炯  王瑜  周琴  刘宝林  张凯  王志乔 《探矿工程》2019,46(9):81-87

环境质量同生活品质密切相关,环境取样钻机在环境质量检测中扮演着不可或缺的角色。本文综述了直推式、声频振动式和回转式环境取样钻机的工作原理及发展历程,总结了国内外钻机在智能化、结构紧凑程度和外观造型上的差距,提出了环境取样钻机的关键能力,包括移动能力、钻进能力和样品保真能力,指出了环境取样钻机将朝着动力采用清洁能源、自动分析样品和适应多种场合的方向发展。  相似文献   

基床翻浆条件下无砟轨道路基振动特性研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

张文超  苏谦  刘亭  刘宝  孙文 《岩土力学》2014,35(12):3556-3562

无砟轨道路基翻浆是近年高速铁路路基出现的特殊病害形式,为研究基床翻浆对无砟轨道路基动力特性的影响,在沪宁城际路基翻浆工点进行了病害勘查和现场行车试验,分析了列车荷载作用下翻浆段无砟轨道路基振动特性。结果表明：无砟轨道路基翻浆病害的形成主要与基床表层级配碎石细粒含量较高以及底座板伸缩缝、侧缝封闭不严有关;基床翻浆导致路基对轨道结构支承及约束作用降低,加剧了无砟轨道结构的振动,其中底座板振动放大效应尤其明显,且振动放大效应随车速增加而增大;基床翻浆改变了无砟轨道与路基基床间振动波传递状态,限制了路基基床参振耗能作用的发挥,翻浆断面路基面动位移幅值减少45%,底座板到路基面动位移传递函数减小约2/3,当列车速度为247 km/h时,在路基受动荷载主要作用频率范围内（0～15 Hz）,其动位移传递函数处于0.22～0.39间。  相似文献   

上下交叉隧道爆破振动控制技术研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

于建新  陈卫忠  杨建平  杨帆  李明  匡岳林  戴永浩 《岩土力学》2014,35(Z2):445-452

钻爆法是隧道开挖中一种主要的施工方法,爆破开挖不可避免会对围岩产生扰动。以新建走马岗隧道上穿东深供水走马岗引水隧洞工程为背景,开展上下交叉隧道爆破振动控制技术研究。选取与交叉段岩性一致的爆破施工开挖区域进行爆破振动监测,得到了现场爆破施工方案条件下走马岗隧道爆破振动规律。对实测数据进行回归分析,计算得出走马岗地区爆破质点峰值振动速度（PPV）的Sadovsk公式,反演得到控制爆破振动的最大掏槽药量及安全距离,制定出交叉段施工的安全控制范围以及相应的爆破方案。通过数值模拟进行了验证并付于交叉段现场施工。现场监测数据表明,提出的振速控制标准及爆破方案符合安全要求,保证了在建隧道的顺利开挖以及既有隧道的安全运行。研究成果可为类似工程爆破开挖及振动控制提供参考。  相似文献   

空沟对冲击荷载隔离的现场试验与数值模拟   总被引：1，自引：0，他引：1  

徐平  张天航  石明生  刘干斌 《岩土力学》2014,35(Z1):341-346

在场地开挖了一条空沟,以落锤式弯沉仪（falling weight deflectometer,简写为FWD）的荷载模拟冲击荷载,通过FWD自带的传感器测得空沟后一定范围内的竖向位移。通过室内试验,获取试验场地的岩土参数,采用非线性动力有限元软件ABAQUS建立二维模型（将远处单元定义为无限单元来模拟吸收边界,从而避免振动波的来回反射）。以空沟中心线的现场测试数据为依据,校核有限元模型。通过分析不同工况模拟的竖向位移,研究得出空沟-荷载间距、沟深、沟宽等对隔振效果的影响。结果表明,(1) 空沟-荷载间距越小,隔振效果越好,但实际隔振工程中,为避免振动对空沟侧壁的稳定性的影响,空沟与振源不宜太近,因此可以不计空沟-荷载间距对隔振效果的影响;(2) 就提高隔振效果而言,增大沟深比增大沟宽更有效,而相同的隔振效果,窄-深沟的挖方量远小于宽-浅沟;(3) 在对冲击荷载进行隔振设计时,对于一般的民用和工业建筑,综合隔振效果、开挖和支护费用等因素,采用宽度为0.5～1.0 m,深度为2.0～2.5 m的空沟较为合理,与某工程实例进行比对,验证结论的合理性。  相似文献   

城轨交通高架线环境振动的仿真与预测     

张鹤年  孙广俊  肖军华  李雄威 《岩土力学》2013,34(Z2):433-438

基于轮轨相互作用原理,建立了城轨交通高架线路列车振动荷载激励函数。将该激励力作用在有限元软件建立的三维轨道支承结构和土体传播路径计算模型上,对地铁运行引起的周边环境振动响应进行了仿真模拟,并利用现场实测数据进行了比较和验证。进一步,分析了列车运行速度和场地土特性对环境振动的参数影响。在对各参数的影响特征进行了定量分析的基础上,通过统计分析,建立了城市轨道交通高架线路环境振动的振级预测公式,并利用现场实测数据进行了验证。研究表明,仿真模拟和预测结果能够较为真实的反映城轨交通高架线路运行引起的环境振动的实际情况。  相似文献   

多层住宅环境振动影响测试与减振措施分析          下载免费PDF全文

朱斌  陈龙珠  丁力 《地震工程学报》2014,36(2):207-213

上海深厚软土地区某6层砖混住宅房屋经常受到间歇性的振动干扰,其中5~6层尤为明显。本文通过现场振动测试确认了振源为距房屋北侧约80m远处道路上通过的重型车辆。分析了房屋的环境振动特征和幅值,将其与新近实施的国标《建筑工程容许振动标准》(GB50868-2013)中有关住宅舒适性振级限值进行了比较;对影响舒适度最为严重的住宅结构水平横向振动用有限元软件建模,对结构环境振动响应起主要作用的第1阶自振频率和振型,由下设虚拟层来考察地基土的影响;最后根据该住宅环境振动的特性,分析了减振目标和可供进一步计算优化的两种减振技术措施。本文的实测与分析方法对解决类似的工程问题具有实用参考价值。  相似文献   

瀑布沟水库库区介质衰减、台站响应和震源参数研究          下载免费PDF全文

乔慧珍  张永久 《地震工程学报》2014,36(1):608-615

利用数字地震台网2007年1月到2011年12月记录到的瀑布沟水库及邻区地震波形资料,采用Atkinson方法计算了库区介质品质因子;并利用Moya方法计算了台站场地响应;在获得介质品质因子和台站场地响应的基础上联合反演计算了瀑布沟库区67次构造地震和208次爆破地震的震源波谱参数,同时讨论了它们的时空特征。结果表明：瀑布沟库区Q值与频率的关系为Q（f）=47.1*f0.92;各台站的场地响应随频率变化不大,场地响应均在1附近。  相似文献