[01114169]城市轨道交通引起的环境振动及传播规律

① 课题来源与背景; 城市轨道交通产生的振动干扰线路周边人们的生活环境和工作环境,被称为一种新的城市公害。为揭示这种环境振动的振源随机特性、传播和衰减规律,课题组开展了国家自然科学基金重点项目“城市轨道交通引起的环境振动及传播规律”的研究,形成本成果。 ② 技术原理及性能指标; 综合现场试验与数值模拟两种手段研究环境振动在地层中传播规律,归纳统计振动衰减特征,提出轨道周边的振动幅值、振动级以及频域衰减预测公式;统计分析大量轨道不平顺检测数据,提出通用轨道不平顺谱,用以表达来自轨道的振动源特征,并提出一套轨道不平顺水平的评判方法;考虑车轮不平顺的振源因素提出轮轨组合不平顺概念,依据场地振动的台阵观测数据,采用列车-轨道-场地大系统耦合动力模型结合遗传反演策略,反演揭示了轮轨组合不平顺振动源的随机特征。 ③ 技术的创造性与先进性; 建议的振动衰减公式既可以满足振动水平的数值模拟,又可以为城市轨道交通沿线的振动水平提供可靠的预测;功率谱修正法能够去除观测数据中的本底干扰,获得真实振动的功率谱、时程曲线、1/3 倍频程中心频率处振动级以及加权振级,计算结果的准确程度高于以往广泛使用的谱幅值修正法和振动级修正法;通用轨道谱采用统一表达式,用参数值区分高、中、低三个车速等级的轨道不平顺谱,既便于实际工程应用,又反映了轨道等级差异;轮-轨不平顺谱同时反映轨道不平顺和车轮不圆顺状况两种激励因素,更全面地表达了轨道交通振动源的随机特征,用地表振动实测数据反演振动源是定量揭示轮-轨组合不平顺的有效途径。。 ④ 技术的成熟程度,适用范围和安全性; 作为基础研究,本成果能够为轨道交通新线路规划设计阶段的环境振动预测、既有线路周边环境振动水平评测、减振降噪措施与技术的开发提供理论基础。 ⑤ 应用情况及存在的问题; 可以继续深入研究的问题包括列车变速条件下环境振动的传播规律,高速铁路轮轨振源特性以及周边环境振动的传播衰减特征等。