地铁运营引起的环境低频振动传播特征试验研究
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基金项 目：
拟列 车在铁 轨上运 行 时对路 基 、桥 基产生 的动 力状
家 『然科学丛金资助项 日 （１ ０ ０ ） Ｉ ５ ０ ８ １ ；巾央 高校基 本科研业务费 专项资金资助 项 目 （ ０ ９Ｂ ７ ，２ ＯＪ ＭＯ ５ ；北京 ７ ２ ０ Ｊ Ｍ０ ４ Ｏ ９Ｂ ７ ）
交通 大 学 博 Ｌ 新 金 资 助 项 Ｆ （ ４０ ７ ２ ） 创 １ １ １６ ５ ２
时随着楼 的了 离而减小 ；隧道荩底到地表 的竖 向传 递 函数值 随着距 轨道水平距 离 的增 加而逐渐减 小 ，但 随频 １ ‘ 率 化不大， ５ ６Ｈｚ ～ｌ 范围内的传递 函数值为 ｏ ． 。 ～０ ５
关键词 ：地下铁道 ；低频振动 ；环境振动 ；试验研究 ；传播特征 ；加速度级 ；传递函数
目前 ，国 内对 于低频 振动 的传播特 征 的研究成 果很少 。 。 。为 了更 加深 入地 了解低 频 振 动 的传播 特征 ，在北京 交通大 学轨道 减振 与振 动控制试 验室
开展低 频振 动 试 验［ ，分 析 和研 究 竖 向 和水 平 低 ”
离为 ３８ Ｉ 道模 型结 构 如 图 ２所 示 ，设 计 比 ． ０１。轨 Ｔ
例为 １： ，采用 Ｃ ０混 凝 土 现 场 浇 注 ，轨 道 模 型 １ ４
长 ６ ０ Ｉ ． ０Ｉ ，截 面宽 和高分 别为 ３ ５ Ｔ ． ０和 ０ ４ Ｉ ． ５Ｉ。道 Ｔ
频 振动 在隧道结 构 、地表 和邻近 建筑物 内 的传 播特
征 ，期 盼为低频 振动减 振措 施提供 参考 。
地 铁 运 营 引起 的 环 境 低 频 振 动 传 播 特 征 试 验 研 究
丁德 云 ，刘维 宁 ，李克 飞 ，王 文斌 ，马 蒙
（ ．北京交通大学 土水 筑 学 院，北京 １ ０ ４ ；２ １ 啊 ０ ０ ４ ．北京城建设计研究总院有限责任公司 ，北京 １０ ３ ） ０ ０ ７
摘 要 ：为 ＿分 析地 铁 运 营造 成 的环 境 低 频 （ ２ ）振 动 ，进 行 试 验 室 低 频 振 动 试 验 研 究 。通 过 试 验 获 ｒ ＜ ＯＨｚ
得离散频率 （－ １ ）筋谐荷载下隧道 内、地表和建筑 物 内的振 动加速度 信号 ，并对其进 行预处理 和归一 化 ５ ６Ｈｚ
验室 如 图 ｌ 所示 。
们 的普遍 重视 与研究 。特别 是近 年来 ，地 铁运 营引 发 的低频 （ ２ ）振 动 对周 围环境 的影 响备 受 － ０Ｈｚ ＜． 围内外学 者关 注ｆ ］ 。振 动 中的低 频 部 分 ，由于 其
频率低 ，波长相 对较长 ，穿越 地层 以及建 筑物 的能
力强 ，将影 响到 一定 范 围 内的地 表 环境 和建 筑物 ，
甚 至会 影 响到建 筑物 内的精密仪 器 和高技术 设备 的
正 常运 行 。
１２ 轨道模 型 设计 ． 轨道模 型 布 置 在 试 验 室 的地 下 第 ２层 （ 图 见
１ ，轨 道纵 向 （ ） ｙ方 向） 中问断 面距 隧道端 部 的距
和北 京施 工机械 厂合作 研发 了 １台轨道 振动源 发生
１ １ 试验 室概 况 ．
器 Ｓ Ｚ０ Ｂ ３ ，如 图 ３ 所示 。Ｓ Ｚ ０振源发 生器能 够模 Ｂ３
北 京交通 大学 轨道减 振 与振 动控 制试验 室是 目
收稿 ¨期 ：２ １ ３２ ；修 订 “期 ：２ １ ０１ Ｏ ００ —０ ０ ０ １ ４
床 板上 预 留孔 洞 ，用 来安 装钢 弹簧 ，本次试 验 时不 安 装钢 弹簧 。钢 轨选 用 Ｔ６ ０轨 ；扣 件 采 用 ＤＴ ２ ＶＩ 型 扣件 ，其 间距 为 ０ ６ ． ０ｍ。
１ ３ 激振 设 备 ．
】 试
验
为 了模 拟列 车对 轨道结 构 的冲击 载荷 ，课 题组
作 精 简 介 ： Ｊ德 （ ９ ０ ） ‘ １８ ．男 ，汀 苏 徐州 人 ， 博士 。
中 图分 类号 ：Ｔ ５ ３２ Ｂ ３ ． 文献 标 识 码 ：Ａ
地 铁 以其运量 大 、速 度快 、安全 可靠 、运营 准 时等特 点 ，已成为解 决城 市交通拥 挤 的一种 有效措
施 。同时 ，地 铁运 营引起 的环境振 动 问题引起 了人
前 国内唯一 建在地 下 的轨道 与隧道 工程试 验室 。试 验 室 为上下 双层结 构 ，地下第 ２层为 １ ． ０ｒ 长 的 ６０ ｎ 直 线 隧道 ，地 下第 １层为 １ ． ０ｍ 的小半径 曲线 隧 ２５ 道 ，地下 第 １层 位 于 地 下 第 ２层 上 方 ４ ０ ． ０ ｍ。上 下 ２层 隧道 底板 埋深 分别 为 １ ． ０和 １ ． ０ｒ ０Ｏ ８ ０ ｎ，隧 道净 宽 和净高 均是 ４ ０ ｎ ． ０ｒ，隧道 壁厚 ０ ５ ． ５ｍ。试
第３卷， ２ ２ 第 期
２０ １ １年 ３ 月
文章 编 号 ：１０ —６ ２ （０ １ ２０ ２ —７ ０ １ ３ ２ １ ）０ —０００ ４
中 国 铁 道 科 学
ＣＨＩ ＮＡ ＲＡＩ ＬＷ ＡＹ ＳＣＩ ＥＮＣＥ
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ ２ 【３ ．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｍ ａｃ ｒ ｈ， ２ １１ ０
处理 ，从时程与频 、加速度级干 传递 函数 ３ ¨ 个方 面 ，分析低频振动在隧道结构 、地 表和建筑物 内的传 播特征 。
结果表明 ：隧道结构低频振动表现为整体振动 ，地表低频 振动 以竖 向为主 ，而建筑 物 内的低 频振动 以水 平方 向
为 主 ；地 表 向低 频 振 动 随着 轨 道 水 平 距 离 的 增加 而 衰 减 较 快 ，水 平 低 频 振 动在 距 轨 道 Ｏ ４ 范 围 内出 现 ～ ０ｍ 放 大 ，４ Ｉ 外 褒减 较 缓 ；建 筑 物 内 的 水 平低 频 振 动 ，在 １ ０Ｉ 之 Ｔ ０Ｈｚ以下 随 着 楼 层 的 升 高 而 增 大 ，而 在 １ － １ ０ ６Ｈｚ
拟列 车在铁 轨上运 行 时对路 基 、桥 基产生 的动 力状
家 『然科学丛金资助项 日 （１ ０ ０ ） Ｉ ５ ０ ８ １ ；巾央 高校基 本科研业务费 专项资金资助 项 目 （ ０ ９Ｂ ７ ，２ ＯＪ ＭＯ ５ ；北京 ７ ２ ０ Ｊ Ｍ０ ４ Ｏ ９Ｂ ７ ）
交通 大 学 博 Ｌ 新 金 资 助 项 Ｆ （ ４０ ７ ２ ） 创 １ １ １６ ５ ２
时随着楼 的了 离而减小 ；隧道荩底到地表 的竖 向传 递 函数值 随着距 轨道水平距 离 的增 加而逐渐减 小 ，但 随频 １ ‘ 率 化不大， ５ ６Ｈｚ ～ｌ 范围内的传递 函数值为 ｏ ． 。 ～０ ５
关键词 ：地下铁道 ；低频振动 ；环境振动 ；试验研究 ；传播特征 ；加速度级 ；传递函数
目前 ，国 内对 于低频 振动 的传播特 征 的研究成 果很少 。 。 。为 了更 加深 入地 了解低 频 振 动 的传播 特征 ，在北京 交通大 学轨道 减振 与振 动控制试 验室
开展低 频振 动 试 验［ ，分 析 和研 究 竖 向 和水 平 低 ”
离为 ３８ Ｉ 道模 型结 构 如 图 ２所 示 ，设 计 比 ． ０１。轨 Ｔ
例为 １： ，采用 Ｃ ０混 凝 土 现 场 浇 注 ，轨 道 模 型 １ ４
长 ６ ０ Ｉ ． ０Ｉ ，截 面宽 和高分 别为 ３ ５ Ｔ ． ０和 ０ ４ Ｉ ． ５Ｉ。道 Ｔ
频 振动 在隧道结 构 、地表 和邻近 建筑物 内 的传 播特
征 ，期 盼为低频 振动减 振措 施提供 参考 。
地 铁 运 营 引起 的 环 境 低 频 振 动 传 播 特 征 试 验 研 究
丁德 云 ，刘维 宁 ，李克 飞 ，王 文斌 ，马 蒙
（ ．北京交通大学 土水 筑 学 院，北京 １ ０ ４ ；２ １ 啊 ０ ０ ４ ．北京城建设计研究总院有限责任公司 ，北京 １０ ３ ） ０ ０ ７
摘 要 ：为 ＿分 析地 铁 运 营造 成 的环 境 低 频 （ ２ ）振 动 ，进 行 试 验 室 低 频 振 动 试 验 研 究 。通 过 试 验 获 ｒ ＜ ＯＨｚ
得离散频率 （－ １ ）筋谐荷载下隧道 内、地表和建筑 物 内的振 动加速度 信号 ，并对其进 行预处理 和归一 化 ５ ６Ｈｚ
验室 如 图 ｌ 所示 。
们 的普遍 重视 与研究 。特别 是近 年来 ，地 铁运 营引 发 的低频 （ ２ ）振 动 对周 围环境 的影 响备 受 － ０Ｈｚ ＜． 围内外学 者关 注ｆ ］ 。振 动 中的低 频 部 分 ，由于 其
频率低 ，波长相 对较长 ，穿越 地层 以及建 筑物 的能
力强 ，将影 响到 一定 范 围 内的地 表 环境 和建 筑物 ，
甚 至会 影 响到建 筑物 内的精密仪 器 和高技术 设备 的
正 常运 行 。
１２ 轨道模 型 设计 ． 轨道模 型 布 置 在 试 验 室 的地 下 第 ２层 （ 图 见
１ ，轨 道纵 向 （ ） ｙ方 向） 中问断 面距 隧道端 部 的距
和北 京施 工机械 厂合作 研发 了 １台轨道 振动源 发生
１ １ 试验 室概 况 ．
器 Ｓ Ｚ０ Ｂ ３ ，如 图 ３ 所示 。Ｓ Ｚ ０振源发 生器能 够模 Ｂ３
北 京交通 大学 轨道减 振 与振 动控 制试验 室是 目
收稿 ¨期 ：２ １ ３２ ；修 订 “期 ：２ １ ０１ Ｏ ００ —０ ０ ０ １ ４
床 板上 预 留孔 洞 ，用 来安 装钢 弹簧 ，本次试 验 时不 安 装钢 弹簧 。钢 轨选 用 Ｔ６ ０轨 ；扣 件 采 用 ＤＴ ２ ＶＩ 型 扣件 ，其 间距 为 ０ ６ ． ０ｍ。
１ ３ 激振 设 备 ．
】 试
验
为 了模 拟列 车对 轨道结 构 的冲击 载荷 ，课 题组
作 精 简 介 ： Ｊ德 （ ９ ０ ） ‘ １８ ．男 ，汀 苏 徐州 人 ， 博士 。
中 图分 类号 ：Ｔ ５ ３２ Ｂ ３ ． 文献 标 识 码 ：Ａ
地 铁 以其运量 大 、速 度快 、安全 可靠 、运营 准 时等特 点 ，已成为解 决城 市交通拥 挤 的一种 有效措
施 。同时 ，地 铁运 营引起 的环境振 动 问题引起 了人
前 国内唯一 建在地 下 的轨道 与隧道 工程试 验室 。试 验 室 为上下 双层结 构 ，地下第 ２层为 １ ． ０ｒ 长 的 ６０ ｎ 直 线 隧道 ，地 下第 １层为 １ ． ０ｍ 的小半径 曲线 隧 ２５ 道 ，地下 第 １层 位 于 地 下 第 ２层 上 方 ４ ０ ． ０ ｍ。上 下 ２层 隧道 底板 埋深 分别 为 １ ． ０和 １ ． ０ｒ ０Ｏ ８ ０ ｎ，隧 道净 宽 和净高 均是 ４ ０ ｎ ． ０ｒ，隧道 壁厚 ０ ５ ． ５ｍ。试
第３卷， ２ ２ 第 期
２０ １ １年 ３ 月
文章 编 号 ：１０ —６ ２ （０ １ ２０ ２ —７ ０ １ ３ ２ １ ）０ —０００ ４
中 国 铁 道 科 学
ＣＨＩ ＮＡ ＲＡＩ ＬＷ ＡＹ ＳＣＩ ＥＮＣＥ
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ ２ 【３ ．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｍ ａｃ ｒ ｈ， ２ １１ ０
处理 ，从时程与频 、加速度级干 传递 函数 ３ ¨ 个方 面 ，分析低频振动在隧道结构 、地 表和建筑物 内的传 播特征 。
结果表明 ：隧道结构低频振动表现为整体振动 ，地表低频 振动 以竖 向为主 ，而建筑 物 内的低 频振动 以水 平方 向
为 主 ；地 表 向低 频 振 动 随着 轨 道 水 平 距 离 的 增加 而 衰 减 较 快 ，水 平 低 频 振 动在 距 轨 道 Ｏ ４ 范 围 内出 现 ～ ０ｍ 放 大 ，４ Ｉ 外 褒减 较 缓 ；建 筑 物 内 的 水 平低 频 振 动 ，在 １ ０Ｉ 之 Ｔ ０Ｈｚ以下 随 着 楼 层 的 升 高 而 增 大 ，而 在 １ － １ ０ ６Ｈｚ