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随着轨道交通在城市公共交通系统中越来越多的采用，以及高速铁路的广泛使用，轨道交通引发的环境振动对人类生活和工作环境的影响引起了广泛的关注。本文就薄层法在地面及地下轨道交通引发环境振动计算中的应用进行了研究。薄层法是分析和模拟弹性波在层状介质中传播的一种半解析半数值方法。传统的薄层法点激振荷载的位移格林函数是在柱坐标下给出的，本文在直角坐标下推导出点激振荷载位移格林函数，与柱坐标的解答完全一致。在此基础上推导了二维线激振以及移动荷载激振的位移响应基本解。主要研究内容如下：
⑴利用上述位移响应基本解和容积法建立了层状地基中条形基础以及地下埋管阻抗函数计算的薄层法模型，计算分析了弹性半空间内埋置、明置条形基础以及基岩上覆盖层内埋置及明置条形基础的动柔度函数并与已有研究结果进行对比分析。计算了弹性半空间内埋管的阻抗函数并与波函数展开法求解得的弹性半空间内埋管的轴向阻抗函数进行了对比，验证了方法的正确性。以全空间埋管的阻抗函数作为对比标准，分析埋深及管径对地下埋管阻抗函数的影响。计算了上海典型土层条件下地铁隧道的阻抗函数。
⑵建立用薄层法计算地下轨道交通引发环境振动的二维模型，针对刚体隧道、弹性隧道以及考虑上下行隧道相互影响的三种模型，给出了在单位力和单位位移激振作用下，土层的位移频响函数的计算方法。分析了三种计算模型对频响函数的影响，以及埋深和上下行隧道间距对频响函数的影响。采用两种不同的列车荷载模型和实测的道床加速度记录，计算了上海某地铁线路运行时引发的环境振动，经与实测结果对比分析表明，用二维模型计算地下轨道交通引发环境振动问题时，采用实测的道床响应记录作为振源输入能获得比较好的模拟结果。
⑶推导了层状地基上梁在移动激振荷载作用下梁及土层响应的计算方法。采用明置道床或地下隧道的阻抗函数作为层状地基的弹簧刚度，对X2000列车运行时引发的地基动力响应进行计算模拟，并与实测结果相对比。对上海某地铁线路在列车移动荷载激振作用下的地表观测点加速度响应进行分析，分析中考虑了盾构隧道接头的影响，分析了盾构隧道螺栓接头、埋深、车速等对加速度响应的影响。