1、隨著地鐵建設(shè)的迅猛發(fā)展，地鐵運(yùn)行引起的振動問題，包括對沿線居民、周邊建筑物等產(chǎn)生影響，成為國內(nèi)外研究的焦點(diǎn)。
本文利用理論分析和數(shù)值模擬等手段，主要從兩個方面對地鐵產(chǎn)生的振動問題進(jìn)行研究，包括振源的產(chǎn)生、振動的傳播對周圍環(huán)境的影響。對青島地鐵三號線橡膠墊浮置板道床結(jié)構(gòu)所引起的振動荷載及地表的瞬態(tài)動力響應(yīng)進(jìn)行了分析，主要研究內(nèi)容有:
(1)建立了車軌耦合動力學(xué)模型。模型中車輛系統(tǒng)采用10自由度模型，包括車體及兩
2、個轉(zhuǎn)向架的上下沉浮和點(diǎn)頭運(yùn)動、四個輪對的沉浮運(yùn)動。車體、轉(zhuǎn)向架及輪對均視為剛體，鋼軌和浮置板簡化為彈性離散支承有限長歐拉梁，輪軌接觸采用非赫茲接觸。
(2)建立了系統(tǒng)的運(yùn)動微分方程，利用Newmark逐步積分法對方程進(jìn)行求解，計(jì)算得出在美國五級不平順譜激勵下，不同橡膠墊剛度和阻尼下地基反力及輪軌接觸力的理論值，得到橡膠墊剛度和阻尼對兩者時程及幅頻特性的影響:隨著橡膠墊剛度的減小，輪軌載荷越來越大，地基反力越來越小;輪軌荷載
3、頻率范圍變化不大，地基反力的頻率范圍逐漸減小。橡膠墊阻尼的變化對輪軌荷載及地基反力的時程和幅頻影響不大，但阻尼過小時，地基反力出現(xiàn)拍振現(xiàn)象。
(3)建立車體-橡膠墊浮置板軌道相互耦合的有限元模型，利用ANSYS對系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析，得出系統(tǒng)的固有頻率和固有振型，得到十赫茲以內(nèi)的模態(tài)特性主要反映了車體系統(tǒng)的剛體振動;數(shù)十赫茲以上的模態(tài)特性主要反映了車輪和鋼軌的耦合振動。利用ANSYS對系統(tǒng)進(jìn)行諧響應(yīng)分析，給出橡膠墊剛度和阻尼對
4、車體沉浮和地基反力的影響規(guī)律:隨著橡膠墊剛度的減小，地基反力逐漸變小，車體豎向振動逐漸變大;車體沉浮和地基反力隨橡膠墊阻尼的增大而減小，但當(dāng)阻尼過大時，隨著阻尼的增大，地基反力逐漸增大。
(4)結(jié)合青島地鐵3號線沿線重點(diǎn)保護(hù)地段的地質(zhì)情況，建立隧道結(jié)構(gòu)-土體的二維有限元模型，利用ANSYS對系統(tǒng)進(jìn)行瞬態(tài)分析，給出橡膠墊浮置板道床剛度和水平距離對地表豎向振動和水平振動的影響規(guī)律:隨著水平距離的增加，水平振動速度幅值逐漸減小，