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基于2.5D FEM-MFS的高铁盾构隧道车致振动传播机制及环境响应研究
1
作者
徐晨
肖明清
+3 位作者
薛光桥
何应道
徐巍
王春晖
《隧道建设(中英文)》
北大核心
2025年第7期1260-1271,共12页
为在城市密集区的高铁选线及环境振动评价提供理论依据,明确高铁盾构隧道车致振动对沿线环境的振动影响特征与规律,采用基于2.5D有限元-基本解方法(2.5D FEM-MFS)的车致环境振动预测模型,以设计车速为350 km/h、外径为13.8 m的高铁盾构...
为在城市密集区的高铁选线及环境振动评价提供理论依据,明确高铁盾构隧道车致振动对沿线环境的振动影响特征与规律,采用基于2.5D有限元-基本解方法(2.5D FEM-MFS)的车致环境振动预测模型,以设计车速为350 km/h、外径为13.8 m的高铁盾构隧道为研究对象,通过轮轨耦合动力学与波数域场耦合分析,揭示典型工况高铁盾构隧道车致振动振源及传播规律。研究结果表明:1)高铁盾构隧道振动呈现显著的频段分化特征,30 Hz以下低频振动以围岩剪切波形式传播(波速为734 m/s),30~70 Hz频段为管片-围岩协同振动,80 Hz以上高频振动由管片弯曲波主导(波速为1 066 m/s或2 000 m/s);2)隧道内Z振级从轨道板处80.9 d B衰减至拱顶47.6 d B,隧道拱顶两侧因高阶振型出现55 d B局部放大;3)地表振动呈现非单调空间衰减特性,存在局部振动放大现象,最大Z振级46.7 d B出现在距隧道中线32 m处,满足Ⅰ类振动功能区限值要求,最大速度为1.73μm/s,满足VC-E级精密仪器容许标准;4)与典型地铁环境振动工况相比,高铁盾构隧道内具有Z振级较低、地表环境振动高频分频振级较低,但随距离衰减缓慢的特征。
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关键词
高铁地下线
盾构隧道
环境振动
2.5
D有限元-基本解方法
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职称材料
题名
基于2.5D FEM-MFS的高铁盾构隧道车致振动传播机制及环境响应研究
1
作者
徐晨
肖明清
薛光桥
何应道
徐巍
王春晖
机构
中铁第四勘察设计院集团有限公司
水下隧道技术国家地方联合工程研究中心
山东建筑大学土木工程学院
哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院
出处
《隧道建设(中英文)》
北大核心
2025年第7期1260-1271,共12页
基金
中铁第四勘察设计院集团有限公司科技研究开发计划(KY2023035S)
广东省基础与应用基础研究基金项目(2023A1515111138)
山东省自然科学基金项目(ZR2024QE148)。
文摘
为在城市密集区的高铁选线及环境振动评价提供理论依据,明确高铁盾构隧道车致振动对沿线环境的振动影响特征与规律,采用基于2.5D有限元-基本解方法(2.5D FEM-MFS)的车致环境振动预测模型,以设计车速为350 km/h、外径为13.8 m的高铁盾构隧道为研究对象,通过轮轨耦合动力学与波数域场耦合分析,揭示典型工况高铁盾构隧道车致振动振源及传播规律。研究结果表明:1)高铁盾构隧道振动呈现显著的频段分化特征,30 Hz以下低频振动以围岩剪切波形式传播(波速为734 m/s),30~70 Hz频段为管片-围岩协同振动,80 Hz以上高频振动由管片弯曲波主导(波速为1 066 m/s或2 000 m/s);2)隧道内Z振级从轨道板处80.9 d B衰减至拱顶47.6 d B,隧道拱顶两侧因高阶振型出现55 d B局部放大;3)地表振动呈现非单调空间衰减特性,存在局部振动放大现象,最大Z振级46.7 d B出现在距隧道中线32 m处,满足Ⅰ类振动功能区限值要求,最大速度为1.73μm/s,满足VC-E级精密仪器容许标准;4)与典型地铁环境振动工况相比,高铁盾构隧道内具有Z振级较低、地表环境振动高频分频振级较低,但随距离衰减缓慢的特征。
关键词
高铁地下线
盾构隧道
环境振动
2.5
D有限元-基本解方法
Keywords
high-speed railway underground lines
shield tunnels
environmental vibration
2.5-dimensional finite element method-method of fundamental solutions
分类号
U45 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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题名
作者
出处
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1
基于2.5D FEM-MFS的高铁盾构隧道车致振动传播机制及环境响应研究
徐晨
肖明清
薛光桥
何应道
徐巍
王春晖
《隧道建设(中英文)》
北大核心
2025
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