地铁运行引起邻近建筑物振动的实测与数值模拟研究

文章以郑州地铁2号线某区间隧道侧穿商业楼为背景,开展地铁运行引起邻近多层建筑振动的现场实测,分析建筑物各层楼面振动的时频特性并进行振动评价。在此基础上,采用ABAQUS有限元软件建立轨枕-道床-隧道-地基土体-建筑物的三维有限元模型,深入探讨地铁运行引起邻近建筑物振动的规律,分析隧道埋深、建筑物层数、隧道距建筑物距离等参数的影响。结果表明:地铁列车直线段运行引起该邻近建筑物的振动以竖向振动为主,多层建筑竖向振动量级随楼层升高而增大;地铁2号线近距离行驶引起建筑物的振动不满足VC-B要求,可能会对精密仪器设备运行产生负面影响。建筑物形式对楼面振动影响较大,多层建筑楼面的振级随楼层升高而增大,高层建筑楼面振级分布较复杂,且在顶层出现明显的鞭梢效应。当隧道与建筑物水平距离不变时,随隧道埋深增加,建筑物楼面振级也随之增大;区间隧道埋深不变时,随建筑物距隧道距离的增大,建筑物楼面振级随之降低。此外,地铁引起多层建筑与高层建筑楼面振动频谱特性存在明显差异,多层建筑各楼层振动主频均相近,而高层建筑的中间楼层振动主频明显小于底层和顶层的振动主频。