【博士】地铁引起建筑物振动及辐射噪声研究【2008】

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内容简介

　　学科专业：结构工程　　授予学位：博士　　学位授予单位：同济大学土木工程学院　　学位年度： 2008年　　近来年，随着地铁交通的大力发展，地铁运行引起环境振动和噪声问题日益突出。提供有效预测地铁环境振动和噪声水平的方法对线路规划有重要意义。本文结合上海音乐学院和上海市自然博物馆工程，对地铁引起环境振动及结构二次噪声若干问题进行了研究，主要包括以下几个方面的内容：　　l、系统总结了地铁环境振动国内外研究概况。　　2、对所研究建筑物附近地铁振动地面信号进行了实测，通过小波变换得到了振动信号的频谱特征，与传统的Fourier变换相比，小波变换可以给出地铁振动的时一频分布特征，因此它可以更好地满足地铁振动非平稳随机特征分析的要求。　　3、建立轨道-道床-隧道-土体三维整体模型，应用叠加原理发展了该模型，克服了管模型不能计算自由表面处的位移反应和只适用于深埋隧道的缺陷。土体中任意一点位移表示为波数-频率域的函数，经傅立叶逆变换获得空间域的反应值。应用MATLAB编制了计算程序，计算过程中考虑了行波效应和模型各组成部分相互作用对振动的影响。　　4、把三维整体模型与二维、三维有限元模型计算结果进行了比较，应用整体分析模型对地铁环境振动自由场振动规律进行了三维分析，同时分析了不同支撑刚度浮置板轨道的自由场减振效果，在距离隧道轴线20米以内，浮置板轨道减振效果较好，但在某些位置，振动水平有放大现象。　　5、利用地铁环境自由场分析结果，分析了多层、高层钢结构和混凝土结构振动响应规律。对采用桩基础、筏板基础和箱形基础等不同基础形式的结构反应进行了分析，比较了不同基础的减振效果。　　6、利用虚声源法，计算矩形房间声场的格林函数值，结合Rayleigh积分编制MATLAB分析程序。应用程序对建设在地铁10号线正上方的上海音乐学院教学南楼教室的声压分布进行了分析。通过对位于普通轨道和钢弹簧浮置板轨道上方的房间声压水平比较，发现采用钢弹簧浮置板轨道，可以降低地铁振动引起建筑物辐射声压，一般为15，--25 dB，可以满足音乐学院对声压水平的要求。混响时间对声压水平有重要影响，混响时间越长，房间的声压值越大。采用Raileigh积分法计算得到的声压值，比经验公式得到的声压值大，最大差值为3．6 dB7、结合上海自然博物馆工程，对大跨度板的振动舒适度进行了分析，并研究了基础隔振效果。　　

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