起伏地形上的铁路环境振动特性

越来越多的高速铁路修建在场地条件复杂的山区起伏地带,为了研究起伏地形对铁路环境振动的影响,建立了列车作用下路基-起伏地形的二维有限元计算模型,研究了4种起伏地形上的铁路环境振动特性。结果表明:4种起伏地形对地面加速度都存在减小效应;连续凸起地形上的竖向、水平振动位移均出现放大效应,而连续凹陷地形上的竖向、水平振动位移均出现减小效应;在凸起地形与凹陷地形组合的起伏地形上,凸起地形部分水平振动位移出现了明显的放大效应,凹陷部分水平振动位移又出现了明显的减小效应;先凸后凹地形对铁路环境振动的减弱作用比先凹后凸地形更明显。     

地铁振动的传递及对建筑物的影响实测与分析

在上海市某软土场地对地铁隧道诱发的三向环境振动进行了监测,结合连续小波变换及1/3倍频程分频振级,对隧道内与自由场地的振动频谱特性及传递规律等进行了分析,同时对邻近建筑的室内舒适度作了评估.测试结论包括如下方面:1轨道扣件上的三向振动表现出明显的宽频和冲击振动特性,经隧道衬砌的第1层滤波效应后,传递至其中部的竖向和横向振动均相对平稳,且衰减效应明显.2传递至自由场地的三向振动,经土层的反射和折射效应后,呈现出与列车编组对应的冲击振动特性;其与衬砌上的频率成分基本相似,但振幅衰减效应不如衬砌,甚至会出现一定幅度放大.3经建筑墙体的第3层滤波效应后,竖向振动传递至楼板后其频率成分单一,对室内舒适度影响很大,其分频振级的峰值位于楼板的竖向自振频率处,是影响室内舒适度的决定性因素.4地铁引起的地面高频振动激发了建筑结构的水平向高阶振型,对部分楼层的舒适度具有潜在影响,应引起注意.上述测试结论有助于为地铁环境振动有针对性地设计相应减振及隔振措施提供参考.     

苏州城区凹陷沉积土层对地震反应特征的影响

针对土层非均匀分布的苏州城区凹陷沉积场地,采用黏弹性人工边界模拟无限域场地的边界,基于ABAQUS建立大尺度二维有限元模型,分析了加速度峰值、位移峰值、频谱等地震动参数特征,探讨了凹陷沉积土层对地震效应的影响.结果表明:凹陷沉积地震动响应呈现较大的空间差异性,局部位置地表加速度放大效应明显;苏州城区场地敏感周期段为0.20～0.70 s,与水平均匀场地相比,凹陷沉积场地地表反应谱沿横向变化较大,越靠近地表,反应谱谱峰越向长周期方向偏移;由于地震波在局部区域聚焦,凹陷沉积场地PGA值沿深度方向呈起伏变化现象;沿水平方向的PGD随土层深度增加呈非单调递减,且与输入地震动频谱特性相关.大尺度二维模型一定程度上能合理反映微地形起伏、土层分布对地震波传播过程的影响.     

微型管桩高频振动贯入过程挤土效应数值分析

高频振动贯入桩因具有低噪音和低振动的优点而得到广泛应用。为研究微型管桩高频振动贯入过程的机理,采用耦合的欧拉—拉格朗日方法建立微型管桩高频振动贯入过程的三维有限元模型,对桩贯入过程中桩挤土应力和挤土位移进行了分析。研究结果表明:单桩高频贯入过程中,桩周土体水平应力在径向方向上急剧衰减;深度方向上,土体水平应力最大值出现在桩端下方,且最大值随桩的贯入深度增加而增加;地表位移以隆起为主,随径向距离增大而减小;群桩依次贯入时,后打入桩会造成先打入桩周边土体的竖向位移和水平位移增加。     

地铁车辆段试车线列车振动影响的试验研究

国内很多城市的地铁车辆段正在规划和实施上盖物业开发,为了分析和评价地铁车辆段列车运行造成的环境振动影响,对广州地铁3号线厦滘车辆段试车线临近地面及建筑物振动进行了现场实测,在时域和频域内分析了振动的传播特性,并将实测结果与我国环境振动标准进行对比和分析.研究结果表明:当车辆段试车线列车正常运行时,临近地面竖向振动明显大于水平振动,实测的最大竖向振动加速度级为66.4~91.2 d B,竖向振动的响应频带为10~120 Hz,竖向振动峰值出现在25~40 Hz之间;试车线列车运行引起临近建筑物的最大振动加速度级为48.9~76.2 d B,振动沿结构物向上传播时,振动频率成分主要是5~60 Hz,楼板振动分频最大加速度级出现在20~25 Hz之间;在距离轨道0~30 m范围之内,地面振动与建筑物振动均已经超过相关国家振动标准,地铁车辆段上盖物业开发时在试车线临近区域采取减振设计措施控制环境振动影响十分必要.     

岩质高边坡爆破质点振动效应分析

针对凹山铁矿采场边坡生产爆破工程,利用爆破测振仪对现场爆破作用下岩体质点振动速度进行监测,得到边坡质点振动速度的衰减规律。结果表明:边坡质点振动速度随距离的增加呈指数衰减趋势,在台阶局部由于高差的存在振动速度出现放大现象。根据高程放大效应对经验公式进行二元回归分析,得到更准确的爆破振动速度预测模型,为矿山生产爆破及时调整参数,保证边坡爆破的安全施工提供了有效依据。     

三跨变截面预应力混凝土连续梁桥的收缩徐变效应

混凝土的收缩徐变效应是影响预应力混凝土连续梁桥受力的重要因素。混凝土收缩徐变效应研究是进行混凝土桥梁设计的前提。通过对影响混凝土收缩徐变效应的主要因素分析,揭示混凝土收缩徐变对桥梁变形和内力的影响规律。以某三跨变截面预应力混凝土连续箱梁桥为工程依托,采用有限元仿真分析方法,将连续箱梁所处环境的相对湿度、混凝土加载龄期以及运营时间对混凝土收缩徐变效应的影响进行参数分析。研究认为:混凝土收缩和徐变所引起的连续梁的竖向位移及截面弯矩均随环境相对湿度的增大而减小;随着加载龄期的延长,混凝土收缩作用引起的连续梁竖向位移与截面弯矩总体呈增长趋势,而混凝土徐变作用引起的连续梁竖向位移与截面弯矩变化较小;运营时间对混凝土收缩作用引起的梁体竖向位移影响显著,而对截面弯矩无影响,运营时间对混凝土徐变作用引起的梁体竖向位移与截面弯矩均影响较大。文中研究结果对同类工程设计提供一定的参考价值。     

岩质边坡爆破振动速度高程效应

基于量纲分析理论,分析影响边坡爆破振动速度相关物理量,推导改进考虑高程影响的爆破振动速度衰减经验公式。结合大冶铁矿东露天采场狮子山北帮边坡挂帮矿开采工程实际,建立简化模型计算分析并通过现场实测数据进行验证。采用已验证模型及参数,分别建立不同坡度边坡(坡角依次为15°,30°,45°和60°)爆破振动数值模型模拟计算,研究高程效应对爆破振动速度衰减的影响。计算分析结果表明:对于同一边坡坡体内同一水平监测点,高程作用对边坡振动速度的放大效应明显,并主要以垂直方向振动速度放大为主;对于同一边坡坡面监测点,随着水平距离、高程差的增大,爆破振动速度以衰减趋势为主导,放大效应不够明显;对于不同坡度边坡,在同一水平处各坡面监测点爆破振动速度随着边坡坡度增加以衰减为主,但存在高程放大效应占主导的现象;对比分析结果说明基于量纲分析改进的经验公式能够对边坡爆破振动速度高程的影响进行更好地修正。     

随机荷载下索梁结构拉索参数振动分析

采用拉索参数振动和索-梁-塔相互振动的有限元方法,以1993年Fujino进行的索梁结构试验模型为对象,进行随机荷载下拉索参数振动计算和分析.结果表明,当随机荷载强度达到一定水平时拉索发生参数振动,横向振动位移远高于主梁位移;三自由度的理论解析法只适用于主梁竖向一阶频率与拉索横向一阶频率之比为2∶1的索梁结构,对于主梁竖向二阶频率与拉索横向一阶频率之比为2∶1的索梁结构,该方法求得的主梁竖向位移偏小.     

轨道交通与建筑物共建体振动影响因素分析

采用车辆-轨道-隧道-土层-建筑物系统空间动力分析模型,对建筑结构的振动影响因素进行计算分析.结果表明:共建建筑物近振源区域以竖向振动为主,竖向振动加速度峰值约为水平向的1.6倍;共建建筑物结构约束变化位置振动易发生突变;开间尺寸对结构振动的影响主要体现在振动主频上;隧道基底的加固程度对共建结构1~5 Hz的低频振动影响较大;建筑结构的振级对列车速度的敏感性随外部约束的增强而减小,降低车速可有效地减小建筑物近振源区域振级.     

台车水平刚度对开合屋盖结构动力性能的影响

以国家网球场“钻石球场”开合屋盖结构为分析对象,采用通用有限元软件SAP2000对比研究了台车水平刚度对开合屋盖结构自振特性及地震响应的影响.研究结果表明:随着台车水平刚度的不断减小,结构自振周期不断增大,开合屋盖结构轨道梁的横向及竖向位移也相应减小.此外,台车水平刚度的变化对结构固定屋盖及活动屋盖杆件的轴力均会造成影响,且对固定屋盖杆件轴向力影响较为明显.因此,在对此类结构进行设计及施工过程中应该充分考虑台车水平刚度的影响.     

中央电视塔结构模型的空间地震响应与分析

将塔结构模型沿高度离散为有限元环，节圆处连接集中质量。利用旋转壳理论推导单元刚度与质量矩阵。由子空间迭代法求出塔结构模型竖向与水平振动前６阶振型及频率。输入ＥＬ－Ｃｅｎｔｒｏ三向加速度波，采用时程分析法做塔结构模型空间地震响应全过程响应，最终得出各节圆处位移与内力分布。计算结果与试验结果吻合良好。     

板锥柱面网壳结构地震响应的动力时程分析

基于有限元法，以两纵边支承的板锥柱面网壳结构为研究对象，运用时程分析法分别计算板锥柱面网壳结构在水平地震和竖向地震作用下的地震响应，分析研究了板锥柱面网壳结构在动力作用下的位移和内力分布规律，结果表明，其竖向地震反应要大于其在水平向地震作用下的地震反应。同时分析了此结构在地震作用下的支座反力特点。在此基础之上，得出了一些有价值的结论，为板锥柱面网壳结构的应用和设计提供理论指导。     

水平井完井管柱振动特性实验研究

为探索气体作用下完井管柱振动响应机理，开展了水平井完井管柱在开井工况下振动相似实验。实验采用PE管模拟完井管柱油管，采用透明的亚克力管模拟完井套管，并采用Froude相似准则进行尺寸缩放；基于应变片测试技术采集气体作用下完井管柱油管在水平和垂直方向的振动，并采用模态分析法分析了管柱应变、位移响应及振动模态。通过有限元分析管柱固有频率并与实验振动频率对比发现，管柱振动频率接近三阶固有频率，且会发生共振；实验管柱系统在弯曲段响应应力、位移量较大，振动较为剧烈；管柱在水平方向与垂直方向振动频率与模态一致，水平方向振动剧烈。     

悬索桥施工猫道的振动控制

基于万州长江二桥的施工猫道，介绍悬索桥施工猫道的振动方法和机理，建立猫道动力特性分析有限元模型，计算分析制振构造的设计参数对减振效果的影响。结果表明：对于超大跨度悬索桥，抗风缆系统控制猫道振动不够经济；水平制振索控制猫道的侧向振动和扭转振动，提高张力不能增大其减振效果；抗风门架和斜索控制猫道的竖向振动和扭转振动，增大斜索长度，减振效果愈加明显；联结绳可以有效地控制施工人员行走激发的猫道侧向振动。     

在纵向共振下结构横向动力稳定分析

研究了在纵向共振时的结构动力稳定分析,这个问题在以往的有限元法求解中,均没有研究和讨论。本文作者推导了有关公式,编制了计算程序,并计算了例题,给出了一些定理结果,证明了必须考虑纵向共振的影响。     

城市交通高架轨道振动衰减的快速预报

摘要：
为研究城市交通高架轨道振动衰减规律,建立有限元振动分析模型,计算了不同高架结构参数情况下振动沿高架结构及地面的衰减情况,分析了结构尺寸及材料参数对振动衰减的影响规律,并根据有限元计算结果提出了结构振动传递损失的快速预报公式.为验证公式的有效性,对某高架轨道交通周边的振动情况进行了实测,实测值与预估值变化趋势一致,误差在可接受范围内.结果表明,高架结构尺寸及桩的深度对振动传递损失影响较小;快速预报公式对高架轨道交通振动快速预报及其环境振动的控制有一定的工程指导意义.
关键词：
中图分类号： 文献标志码： A     

空间网架结构竖向抗震性能的简化计算

将网架简化为考虑剪切变形的交叉梁系，用有限元法分析其竖向抗震性能，在动力分析中，忽略转动惯量的影响，对总刚矩陈进行刚度集聚，建立网架竖向振动方程，然后通过子空间迭代计算其自振频率和振型，再利用振型分解反庆谱法求各振型下竖向地震作用效应并进行组合，文章同时给出了梁元法与空间桁架位移法精确解的误差比较，其精度满足工程要求，并且计算速度快，所占存贮空间少。     

夕昌水库混凝土面板堆石坝施工及运行期有限元仿真分析

为研究夕昌水库混凝土面板堆石坝内的应力应变分布规律,对该坝进行了施工及运行期的参数化有限元仿真。仿真结果表明:施工期和运行期的最大沉降量分别为28.9 cm和36.6 cm,发生于标准断面约1/2处;施工期和运行期两侧坝体产生的水平位移,由于水压力的平推作用差别较大;竣工期坝体标准断面第一主应力最大值分别为1.46 MPa和1.56 MPa,第三主应力最大值分别为0.51 MPa和0.62 MPa。仿真结果基本符合混凝土面板堆石坝施工及运行期的应力应变规律。