地铁列车振动环境影响预测及控制PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1为什么要研究地铁列车振动问题 1

1.2地铁列车振动环境影响的复杂性 3

1.2.1列车振动产生机理 3

1.2.2列车振动的影响因素 5

1.2.3研究涉及的学科领域 5

1.3研究地铁列车振动问题的一般方法 5

1.4地铁列车振动环境影响敏感度与动态预测评价思想 7

1.4.1环境振动敏感度及其评价方法 7

1.4.2地铁环境振动影响的动态预测评价思想 12

1.5振动与波动问题基础 15

1.5.1描述振动的物理量 15

1.5.2分析域 16

1.5.3振动量的统计形式 19

1.5.4振动量及减振量的评价方式 22

1.5.5描述波动的物理量 24

1.6本书编写说明 26

参考文献 27

第2章 地铁振源特性与列车动荷载模拟 28

2.1地铁振源概述 28

2.2地铁振源计算模型研究 31

2.2.1车辆动力模型 31

2.2.2轨道动力模型 32

2.2.3轮轨系统激励模型 35

2.2.4轮轨接触力学模型 36

2.2.5分析求解方法 37

2.2.6轨道不平顺 37

2.3基于有限元法的车轨耦合计算模型 43

2.3.1车辆模型 43

2.3.2轨道模型 44

2.3.3轮轨相互作用 46

2.3.4算例分析 46

2.4基于解析的车轨耦合动力模型 49

2.4.1模型假设及分析思路 49

2.4.2列车在直线轨道匀速行驶问题 53

2.4.3列车在直线轨道变速行驶问题 56

2.4.4列车在曲线轨道行驶问题 58

2.5实测法与经验法 60

2.5.1实测列车动荷载法 60

2.5.2实测荷载数定法 61

2.5.3经验分析法 63

参考文献 63

第3章 振动在土体中的传播 67

3.1弹性波动问题概述 67

3.1.1弹性波 67

3.1.2波的描述方法及其在土体中的传播 69

3.1.3波的反射与折射 70

3.2阻尼及其对振动衰减的影响 72

3.3地形对振动传播的影响 74

3.4内部点源Green函数及其求解 75

3.4.1基本运动方程 76

3.4.2波动方程求解 78

3.4.3刚度矩阵 83

3.4.4形函数 86

3.4.5三维水平成层半空间或全空间土体的位移Green函数 88

3.4.6算例 91

3.5移动荷载作用下的自由场动力响应 93

3.6振动波动衰减现象与振动放大区问题 94

3.6.1地表放大区研究概述 94

3.6.2地表放大区产生原因分析 95

3.6.3基于半空间模型的单频振动波动衰减特性 96

3.6.4隧道内作用冲击荷载时地表振动响应特性 103

参考文献 107

第4章 环境振动评价与控制标准 109

4.1振动对人体的影响 109

4.2区域及不同类型建筑物振动控制标准 112

4.2.1中国标准 112

4.2.2国际标准 115

4.2.3美国标准 117

4.2.4英国标准 117

4.2.5德国标准 118

4.2.6荷兰标准 119

4.2.7瑞典标准 120

4.2.8丹麦标准 121

4.2.9挪威标准 121

4.2.10意大利标准 122

4.2.11日本标准 123

4.2.12西班牙标准 123

4.3建筑结构的振动标准 124

4.3.1国际标准 125

4.3.2德国标准 125

4.3.3英国标准 126

4.3.4瑞士标准 128

4.3.5美国标准 128

4.3.6其他学者给出的建筑物容许振动建议值 129

4.4古建筑结构振动标准 129

4.5精密仪器设备的振动标准 133

4.5.1通用振动标准 134

4.5.2 NIST振动标准 139

4.5.3中国振动标准 140

参考文献 142

第5章 地铁振动经验预测方法 147

5.1基于实测的经验判断法 147

5.1.1测试情况 147

5.1.2地铁振动强度分析 150

5.2经验预测公式与模型 153

5.2.1描述振动衰减的经验公式 153

5.2.2美国交通振动评价体系 156

5.2.3瑞典的轨道交通振动评价预测模型 159

5.2.4国外其他轨道交通振动预测模型 161

5.2.5中国地铁建设环境振动评价方法 162

5.2.6算例 165

参考文献 167

第6章 地铁振动数值预测方法 171

6.1轨道基础-隧道衬砌-环境地层系统分析模型的基本理论 171

6.1.1土层模型的基本假定 172

6.1.2建立“隧道—地层系统”的控制方程 172

6.2有限元法 174

6.2.1动力有限元建模的若干问题分析 174

6.2.2算例 184

6.3周期性有限元-边界元法 187

6.3.1周期性系统 187

6.3.2移动轴荷载的计算表达 189

6.3.3算例 192

参考文献 203

第7章 地铁振动测试预测方法 205

7.1半数值半测试预测方法 205

7.1.1方法概述 205

7.1.2描述室内外两点振动传递的物理量及转换关系 207

7.1.3测点位置的选择 212

7.2通过实测传递率的预测方法 213

7.3基于脉冲锤击试验预测建筑物内振动响应 215

7.3.1原理和方法 215

7.3.2实例分析 217

参考文献 224

第8章 地铁列车振动对特殊敏感目标的影响 225

8.1地铁列车对精密仪器的振动影响分析 225

8.1.1列车振动对精密仪器设备的影响及危害 225

8.1.2国内外交通振动对精密仪器影响研究概况 226

8.1.3案例分析 232

8.2地铁列车对古建筑物的振动影响分析 244

8.2.1交通振动对古建筑的影响 245

8.2.2古建筑物的环境振动影响分析 248

8.2.3案例分析 250

参考文献 257

第9章 振动测试与实验 262

9.1压电式传感器 262

9.1.1压电式传感器原理 262

9.1.2压电式传感器使用注意事项 264

9.1.3测振传感器的选择 264

9.2测试和实验数据处理方法 265

9.2.1自相关分析和互相关分析 265

9.2.2互谱分析与相干函数 266

9.2.3传递函数 266

9.3振动测试 267

9.3.1隧道振动测试 267

9.3.2地表与敏感目标振动测试 268

9.4振动实验 273

9.4.1单频激振实验 273

9.4.2落锤激振实验 276

9.4.3模态实验 280

参考文献 283

第10章 减振与隔振 285

10.1减振与隔振的基本原理 285

10.1.1振源隔振基本原理 285

10.1.2敏感目标被动隔振基本原理 286

10.2振源减振技术 287

10.2.1扣件减振 289

10.2.2轨枕减振 291

10.2.3道床减振 291

10.2.4车辆 295

10.2.5减振设计应避免的误区 297

10.3传播路径的隔振 300

10.3.1空沟隔振和连续桩墙隔振 301

10.3.2波阻块 301

10.4敏感目标被动减振与隔振 302

10.4.1建筑物整体隔振方法 302

10.4.2建筑构件减振设计方法 303

10.4.3精密仪器隔振 304

参考文献 306

附录 北京交通大学轨道减振与控制实验室研究成果简介 309