Page 118 - 《应用声学》2021年第6期

914 2021 年 11 月

0.20 图 6。两验证点处仿真结果和实测结果相对误差均

小于 3%，且 1/3 倍频程谱较为吻合，表明仿真模型
૝үҫᤴए/(mSs -2 ) 0.10 ᰎ᝽ག2 ʽᄦࣱԼ
0.15
建模较为准确，参数设置较为合理。

ቡಏ
0.05
ᰎ᝽ག1 ᢾ᥋˗ॷጳ ஷҫ૝үᕳᣒ
0
0 500 1000 1500 2000 2500 1.25 m ᄊѵᢼᢾ᥋
ᮠဋ/H z

图 3 咽喉区钢轨铅垂向振动加速度谱
图 5 验证点位置
Fig. 3 The spectrum of vertical vibration accel-
Fig. 5 The locations of verification points
eration of rail in throat area

3 有限元模型及合理性验证 80

根据拟进行上盖物业开发区域地质条件、列车 ᨥۇՔ૝үҫᤴएጟ/dB 60
轨线分布及上盖建筑参数，建立轨道 -地基土 -上盖 40 ࠄ฾ፇ౧
平台三维有限元模型 (见图 4)。将地基土简化为 3 20 ͌ᄾፇ౧
层，分别为 5 m 高的素填土层、25 m 高的粉质黏土 1.25 2 3.15 5 8 12.5 20 31.5 50 80
层和15 m高的粉细砂层，地基土模型横截面大小为 1/3φᮠሮ˗ॷᮠဋ/Hz
(a) ᰎ᝽ག1
140 m × 140 m。地基土底部和四周均设有1 m厚的
黏弹性实体单元。轨道模型参数如下：钢轨轨距为 80
1.435 m；轨枕为III型轨枕，轨枕间距为0.6 m；道床
底宽为4 m，高度为0.35 m。上盖平台高度为8.5 m， ᨥۇՔ૝үҫᤴएጟ/dB 60
厚度为0.25 m，立柱截面半径为0.6 m。上盖建筑采 40 ࠄ฾ፇ౧
用 C40 混凝土，钢轨、轨枕、道床、各层地基土和混 ͌ᄾፇ౧
凝土等材料参数见表 1 [9] 。网格尺寸取 0.2 ∼ 2 m。 20 1.25 2 3.15 5 8 12.5 20 31.5 50 80
采用Rayleigh阻尼，阻尼比取0.03。 1/3φᮠሮ˗ॷᮠဋ/Hz
(b) ᰎ᝽ག2
ʽᄦࣱԼ ஷҫ૝үᕳᣒᄊѵᢼᢾ᥋
图 6 1/3 倍频程谱对比
ڡ۳ژ
Fig. 6 A comparison of 1/3 octave spectrum be-
̡ࢺ᣸ႍ tween prediction results and simulation results

表 1 轨道、地基土和上盖建筑各构件材料参数
图 4 轨道 -地基土 -上盖平台几何模型 Table 1 The material parameters of each
Fig. 4 The geometric model of track, soil and component of in track, soil and over-track
over-track platform building
材料名称 密度/(kg·m −3 ) 弹性模量/MPa 泊松比
将 2.2 节中咽喉区地铁列车铅垂向振动线荷载
钢轨 7850 210000 0.25
施加于钢轨上，线荷载时间步长为 0.002 s。在施
轨枕 2500 30000 0.20
加振动荷载的列车轨道附近立柱和上盖平台地面 道床 2500 42000 0.30
分别设置验证点 1 和验证点 2(见图 5)。根据相关标 素填土层 1980 205 0.31
准 [11] ，振动评价量采用振动加速度级和铅垂向Z振 粉质黏土层 1530 120 0.35
2
级，基准加速度取10 −6 m/s 。验证点处仿真和实测 粉细砂层 1940 175 0.44
C40 2500 32500 0.20
铅垂向最大 Z 振级对比见表 2，1/3倍频程谱对比见