一种用于隔离地铁振动的隧道结构及隔振层的设计方法技术

本发明专利技术属于轨道交通减振领域，涉及一种用于隔离地铁振动的隧道结构及隔振层的设计方法。该结构在隧道衬砌外侧灌注一层隔振层，用以代替同步注浆层。该隔振层的厚度与地铁隧道同步注浆层厚度相同，隔振层沿隧道纵向的长度要大于受影响建筑物沿隧道纵向投影长度的2倍以上，所灌注的隔振材料可采用灌注前具备流动性，凝结后满足抗剪强度、承载能力等要求的高分子弹性材料。在此基础上，建立了一套隔振层的设计方法。该结构配合相应的设计方法，使得本发明专利技术只需要改变隔振层的材料特性，无需改变地铁隧道的结构和施工形式，就可以降低地铁振动对周围环境的影响，易于施工且经济可行。易于施工且经济可行。易于施工且经济可行。

【技术实现步骤摘要】
一种用于隔离地铁振动的隧道结构及隔振层的设计方法


[0001]本专利技术涉及隧道工程及地下空间工程减振
,具体涉及一种用于隔离地铁振动的隧道结构及隔振层的设计方法。

技术介绍

[0002]随着城市地铁线网的建设不断发展，地铁运行引起的环境振动对周边建筑物的影响也日益明显。严重的地铁振动问题，会引起其上盖或临近区域建筑物的振动，在建筑物中人的工作生活，或者某些精密仪器的使用都会被干扰。目前针对地铁列车振动和噪声导致的建筑物破坏或沿线居民生活受到影响的投诉也日益增多。因此，有必要对地铁运行引起的振动问题进行有效处理。
[0003]目前治理地铁振动问题主要包括降低振源的输入强度、上盖建筑隔离以及切断振动传播的路径这三方面的措施。其中第一种措施主要通过在路轨设置减振扣件、设置浮置板道床等方法实现轨道减振，但容易造成列车运行不平顺，还要定期更换；第二种措施主要在建筑物基础设置隔振装置、楼板增加隔振系统、增大楼板的刚度和阻尼等，与建筑的隔震方法类似，但地铁振动主要呈现宽频带的特征，与隔震的机理有所差别，具体的隔振思路和方法尚待深入研究。第三种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于隔离地铁振动的隧道结构，其特征在于，包括：在隧道的衬砌外侧灌注一层隔振层，用以代替同步注浆层；隔振层外侧为围岩；所述隔振层的厚度与地铁隧道同步注浆层厚度相同，隔振层沿隧道纵向的长度大于受影响建筑物沿隧道纵向投影长度的2倍以上。2.根据权利要求1所述的隔振隧道结构，其特征在于，隔振层的材料为高分子弹性材料，被灌注前具有良好的流动性，灌注凝结后满足预设的抗剪强度、承载能力。3.一种用于隔离地铁振动的隔振层的设计方法，其特征在于，包括：步骤(1)：确定由地铁引起的衬砌振动时程曲线，确定隔振区域内隧道围岩的材料动力参数；步骤(2)：在柱坐标系下建立各介质层的波动方程：其中，k＝1、2、3，分别对应衬砌、隔振层和围岩，u
k
为相应介质中的径向位移，为相应介质中的P波波速；利用边界条件，求得受影响建筑物地表处的位移解析解，根据位移解析解求得速度和加速度解析解；建立隔振层材料的抗剪强度与建筑物所在地表处最大速度响应值的关系曲线；步骤(3)：结合隧道注浆层的施工灌浆压力，求出满足地表建筑物振动要求的初步设计参数，初步设计参数包括隔振层材料的抗剪强度、泊松比等；步骤(4)：建立实际隧道、隔振层、围岩的动力有限元模型，利用围岩的动力参数、衬砌振动时程曲线以及隔振层的材料参数进行瞬态分析，获取建筑物所在地表处最大速度响应值；步骤(5)：根据动力有限元模型的分析结果，利用隔振层的材料参数与建筑物所在地表处最大速度响应值的关系曲线，优化材料参数，经过迭代和验算后，得到满足预设减振要求的最优材料参数；步骤(6)：进行隔振层结构参数的细化，以满足施工要求。4.根据权利要求3所述的设计方法，其特征在于：所述步骤(1)包括：利用现场实测或规范推荐的方法确定由地铁引起的衬砌振动时程曲线；采用动三轴仪对隔振区域内隧道的围岩进行原状土动三轴测试，确定围...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗俊杰，黄襄云，周福霖，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：