西安地铁环境振动特性与预测模型研究

"这篇毕业论文主要探讨了地铁运营对环境振动的影响以及预测方法，重点研究了地铁环境振动的特性分析和2018年版《环境影响评价技术导则城市轨道交通》(HJ453-2018)中的预测公式在实际工程中的适用性。" 在这篇论文中，作者首先指出了地铁带来的环境振动问题，特别是在促进城市经济发展的同时，它也可能对周边环境造成振动影响。中国环保部门发布的2018环评导则提供了地铁振动环境影响的预测公式，用于指导地铁项目规划和设计阶段的环境评估。然而，该导则的预测公式基于有限的经验模型，对于复杂地层的振动传递特性可能不够准确。 为了弥补这一不足，论文作者基于车辆-轨道耦合动力学理论，构建了二维数值模型和三维多体动力学模型，以模拟轮轨之间的垂直交互作用。通过对两种模型的振动响应进行验证和比较，作者发现尽管结果总体相似，但在某些特定指标（如钢轨振动位移和支座反力）上，二维模型的预测值略高于三维模型。 接下来，论文结合西安地铁的具体地质资料，利用ABAQUS软件建立了包括道床、隧道和土体的三维有限元模型。通过施加二维模型计算出的列车钢轨支座反力，作者分析了不同埋深、运行速度和轴重条件下的地表振动响应，包括振动加速度、速度和位移。此外，还使用MATLAB编程计算了地表测点的振动最大值和1/3倍频程谱，进一步研究了这些参数的变化规律和传播特性。 最后，作者依据三维有限元模型的计算结果，对2018环评导则中的关键参数（车速、距离和轴重的修正系数CV、CD、CW）进行了补充和完善，提出了适用于西安地区工程条件的建议值。这些研究为地铁环境振动的预测提供了更精确的依据，有助于优化地铁线路设计和减振措施的制定。 关键词：地铁环境振动，有限元法，车辆-轨道耦合动力学，MATLAB，环境影响评价技术导则 这篇论文的研究成果对于理解和改善地铁运营对城市环境的影响，以及提升预测模型的准确性具有重要意义，为未来的地铁建设和环境管理提供了科学依据。