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随着城市的发展,过去相对稀疏的建筑群越发密集,城市轨道交通也大量涌现,形成一个由地面交通、多层高架、地下铁道和轻轨交通等共同构筑的立体交通系统。而这种立体交通系统不可避免地会对周边的精密设备以及人们居住的舒适度产生影响,对环境造成一定的振动污染。随着近几年城市轨道交通的发展,人们对此问题日益关注。
本文采用双自由度体系对作用于轨道体系的车体荷载进行模拟,对地基运用了粘弹性介质和横观各向同性饱和介质进行模拟。通过此研究,一方面比以往研究更为准确地模拟了车体荷载,引入了车体频率的影响,另一方面比以往研究中的单相弹性介质更进一步地研究了两相饱和介质,对单相介质和两相介质进行对比分析,有助于理解液相介质在土体振动传播中的影响。在求解过程中,本文利用Fourier变换,对粘弹性介质的三阶控制方程和横观各向同性饱和介质的七阶控制方程进行求解,得出其半解析式,随后利用数学软件Matlab求出其数值解,得到土体表面响应。
在上述研究基础上,利用通用有限元软件ADINA建立土与结构相互作用模型,结构考虑为框架结构,以横观各向饱和介质的地面响应为激励,分析了距轨道不同距离不同车体激励频率和速度下建筑物的动力响应,还对不同楼板厚度的建筑物进行全面分析,为轨道交通周围的建筑物结构设计提出了建议。
最后,在总结论文工作的基础上,提出了本课题尚待深入研究的若干问题。