隨著城市人口的不斷增長,城市的交通狀況也日趨惡劣。為緩解城市交通壓力,地鐵等地下交通設(shè)施被各大城市廣泛采用。地下交通設(shè)施往往穿行于人口和建筑物密集區(qū)域,在減輕城市交通壓力的同時,產(chǎn)生的振動會通過襯砌以及土體傳遞到建筑物和地表,這些振動會打擾到沿線居民的生活、引起周邊建筑的損傷、干擾精密儀器的使用。此外,在城市淺埋隧道的施工和運營階段,地表的交通荷載也將對隧道產(chǎn)生明顯動力影響。因此,地表和地下交通荷載作用下的地基振動響應(yīng)特性具有重要研究意義�；诂F(xiàn)有研究背景,本文開展了關(guān)于地表和地下交通荷載作用下地基振動的響應(yīng)特性研究,主要研究工作如下:1、建立了地表移動荷載下三維彈性半空間中隧道振動分析模型,獲得了地表交通荷載引起鄰近淺埋隧道振動響應(yīng)。采用彈性中空圓柱體描述隧道襯砌,周圍土體被模擬為含有圓柱形孔洞的粘彈性半空間,地表車輛荷載簡化為4個均布矩形荷載。通過波形轉(zhuǎn)換對地表和襯砌-土體接觸處的邊界條件進(jìn)行描述,在頻域中獲得控制方程基本解,利用快速Fourier變換獲得時域結(jié)果求得。分析了不同速度下的車輛荷載與隧道軸線水平距離的變化對不同埋深的淺埋隧道動應(yīng)力分布的影響和變化規(guī)律。2、建立了 一個... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３上海地鐵運營線路圖??地鐵雖然可以減輕城市交通的壓力，但也會對地鐵沿線的環(huán)境產(chǎn)生不良影響

浙江大學(xué)碩士論文???建筑物和地表。有研究表明，地鐵引起的常年振動、噪聲污染等會導(dǎo)致沿線居民睡眠不足、??精神壓力過大等，影響其正常生活和學(xué)習(xí)。地鐵周邊的鄰近建筑物雖然不會因為地鐵運營??產(chǎn)生的振動而直接破壞，但很可能會受到不同程度損傷，尤其是古建筑物，北京地鐵線大??興線（４號線南延線）投入運營，導(dǎo)致周邊居民樓墻體出現(xiàn)不同程度的開裂，如圖１．４。??同時地鐵引起的振動會影響對周邊研究所、醫(yī)院、高校實驗室的精密儀器的使用，２００９??年北京地鐵４號線開通時，北京大學(xué)價值１１億元的精密儀器中有４億元的儀器受到影響??而無法正常工作。??議纖麵、?Ｓ??圖１．４北京地鐵大興線沿線小區(qū)墻體開裂??同時地下隧道上方移動的交通荷載也會對地下隧道的施工以及運營產(chǎn)生不可忽視的??影響。一方面，城市地下隧道的開挖會對周邊土體產(chǎn)生擾動，進(jìn)而土體的應(yīng)力狀態(tài)會發(fā)生??改變，從而引起地表沉降以及周邊建筑物變形；另一方面，交通密集區(qū)的城市地下隧道往??往為了不影響交通的運行，而采用暗挖法施工。采用暗挖法施工時，當(dāng)?shù)乇磉\行著質(zhì)量較??大的高速移動的車輛荷載時，地基不僅承受著地表車輛引起的動態(tài)沖擊，同時也受隧道開??挖引起應(yīng)力場變化的影響。當(dāng)兩者同時存在時，疊加效應(yīng)可能會使地表沉降過大，造成地??下隧道動態(tài)響應(yīng)增加，甚至影響到陵道的正常施工以及運營。??以上分析表明，地表和地下交通荷載作用下的地基振動響應(yīng)特性具有著重要的研究意??義�；谝陨涎芯勘尘�，本文主要研究了地表和地下移動交通荷載作用下，地基的振動響??應(yīng)特性。本文通過采用解析法，以波函數(shù)分解為基礎(chǔ)，給出了移動交通荷載作用下，含隧??道地基的封閉解答。對地表荷載引起的地基振動問題進(jìn)行了

浙江大學(xué)碩士論文?第２章地表交通荷載引起鄰近淺埋隧道振動評價研究??Ｔｌ??Ａ?０???＜／，?＊?￣￣＊??（ｂ）車輛荷載??圖２．１理論模型??對于各向同性粘彈性半空間，控制方程為：??（＾?＋?２／ｉ）Ｖ（Ｖｕ）－／Ａ７ｘ（Ｖｘｕ）?＝?／＞ｉｉ?（２．１）??式中ＩＩ表示土體位移向量，▽是梯度算子，ｕ上的點表示相對于時間／的微分。??法向量為Ａ的半平面上的應(yīng)力向量為：??ｔ｛＇ｔｘ＼ｎ）?＝?ＱｘＸＶ?■＼ｉＪｆ＾ｊｄｘｎ＋ｉＮｕｘ?（２．２）??式中＼是直角坐標(biāo)系中ｘ方向的單位向量。??法向量為ｅ，．的柱面上的應(yīng)力向量為：??ｔ［Ｃｒ）?（ｕ）?＝?ｅｒＡＶ?■?ｕ＋２／ｊｄｒｕ＋ｊｕｅｒ?ｘ?（Ｖ?ｘ?ｕ）?（２．３）??式中ｅ，．是柱坐標(biāo)系中ｒ方向的單位向量。??為方便推導(dǎo)，將作用在地表的車輛荷載分解為如圖２．２所示的關(guān)于隧道軸線正對稱和??反對稱的兩個荷載工況。??Ｉ?ｄ，?ｔ?Ｘ??ｖ?，?ＪＪ．１．?＇?１１．１．?ｄ??－ｆ?０??？、Ｘ??ｆｌｖ二，／）＝０ｅ切／２?ｆ＿色＿ｎ?ｄｘ?＾Ｆｉｙ－Ｊ＾Ｑ＾ｎ??，?ＩＬＬ１?ｉｌｌ?ｄ?ＩＬＬ?ｊ丄Ｌ???’?〇??＋??個ｘ??ｆ（ｙ．：，ｒｔ＝Ｗ，ｖ／２?Ｓｉ＿ｌＪｌ＿＿，?Ｉ＿＿包＿＿［ｙｙｙ＾－Ｑｉ＇＾ｎ??ｒ?丄ｉ．ｉ．＇ｌｉ．?ｊ?ｔｒｔ?＇ｒｒｒ??，ｖ＾??〇??圖２．２荷載分解??１３??


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