【博士】地鐵引起建筑物振動(dòng)及輻射噪聲研究【2008】

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　　學(xué)科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院　　學(xué)位年度： 2008年　　近來年，隨著地鐵交通的大力發(fā)展，地鐵運(yùn)行引起環(huán)境振動(dòng)和噪聲問題日益突出。提供有效預(yù)測(cè)地鐵環(huán)境振動(dòng)和噪聲水平的方法對(duì)線路規(guī)劃有重要意義。本文結(jié)合上海音樂學(xué)院和上海市自然博物館工程，對(duì)地鐵引起環(huán)境振動(dòng)及結(jié)構(gòu)二次噪聲若干問題進(jìn)行了研究，主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：　　l、系統(tǒng)總結(jié)了地鐵環(huán)境振動(dòng)國內(nèi)外研究概況?！　?、對(duì)所研究建筑物附近地鐵振動(dòng)地面信號(hào)進(jìn)行了實(shí)測(cè)，通過小波變換得到了振動(dòng)信號(hào)的頻譜特征，與傳統(tǒng)的Fourier變換相比，小波變換可以給出地鐵振動(dòng)的時(shí)一頻分布特征，因此它可以更好地滿足地鐵振動(dòng)非平穩(wěn)隨機(jī)特征分析的要求?！　?、建立軌道-道床-隧道-土體三維整體模型，應(yīng)用疊加原理發(fā)展了該模型，克服了管模型不能計(jì)算自由表面處的位移反應(yīng)和只適用于深埋隧道的缺陷。土體中任意一點(diǎn)位移表示為波數(shù)-頻率域的函數(shù)，經(jīng)傅立葉逆變換獲得空間域的反應(yīng)值。應(yīng)用MATLAB編制了計(jì)算程序，計(jì)算過程中考慮了行波效應(yīng)和模型各組成部分相互作用對(duì)振動(dòng)的影響?！　?、把三維整體模型與二維、三維有限元模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較，應(yīng)用整體分析模型對(duì)地鐵環(huán)境振動(dòng)自由場(chǎng)振動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了三維分析，同時(shí)分析了不同支撐剛度浮置板軌道的自由場(chǎng)減振效果，在距離隧道軸線20米以內(nèi)，浮置板軌道減振效果較好，但在某些位置，振動(dòng)水平有放大現(xiàn)象?！　?、利用地鐵環(huán)境自由場(chǎng)分析結(jié)果，分析了多層、高層鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)規(guī)律。對(duì)采用樁基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)等不同基礎(chǔ)形式的結(jié)構(gòu)反應(yīng)進(jìn)行了分析，比較了不同基礎(chǔ)的減振效果。　　6、利用虛聲源法，計(jì)算矩形房間聲場(chǎng)的格林函數(shù)值，結(jié)合Rayleigh積分編制MATLAB分析程序。應(yīng)用程序?qū)ㄔO(shè)在地鐵10號(hào)線正上方的上海音樂學(xué)院教學(xué)南樓教室的聲壓分布進(jìn)行了分析。通過對(duì)位于普通軌道和鋼彈簧浮置板軌道上方的房間聲壓水平比較，發(fā)現(xiàn)采用鋼彈簧浮置板軌道，可以降低地鐵振動(dòng)引起建筑物輻射聲壓，一般為15，--25 dB，可以滿足音樂學(xué)院對(duì)聲壓水平的要求。混響時(shí)間對(duì)聲壓水平有重要影響，混響時(shí)間越長，房間的聲壓值越大。采用Raileigh積分法計(jì)算得到的聲壓值，比經(jīng)驗(yàn)公式得到的聲壓值大，最大差值為3．6 dB7、結(jié)合上海自然博物館工程，對(duì)大跨度板的振動(dòng)舒適度進(jìn)行了分析，并研究了基礎(chǔ)隔振效果?！　?

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