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研究生: 曾祥岳
Tzeng, Shiang-Yue
論文名稱: 捷運列車引致振動之衰減模式之分析
An Analysis of the Vibration and Attenuation Induced by Rapid Transit System
指導教授: 倪勝火
Ni, Sheng-Huo
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2003
畢業學年度: 91
語文別: 中文
論文頁數: 158
中文關鍵詞: 1/3八音階頻譜衰減振動捷運
外文關鍵詞: one-third octave, attenuation, vibration, rapid transit system
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  • 本研究主要以捷運振動及其振動衰減為研究目的。以台北捷運木柵線及淡水線高架路段為例,對捷運列車行駛引致之振動及其隨距離之衰減進行量測與分析。除此之外,在台南科學園區路竹基地內利用落錘敲擊地面所產生之能量,量測並分析其地表振動衰減。研究中除了以1/3八音階頻譜圖顯示列車振動量大小及其振動特性之外,進而以Wiss模式和Bornitz模式分析,瞭解捷運列車及落錘敲擊所引致之振動衰減特性。
    試驗結果顯示,木柵線在5Hz及6.3Hz有共同之尖峰頻率,淡水線有50Hz之尖峰頻率,針對列車進站離站所產生之振動量與列車等速移動時比較,發現後者影響較大;現地衰減特性分近距與遠距兩種方法分析,設計者可依適用情形選取衰減係數,且根據試驗結果迴歸分析顯示,Wiss衰減模式較適合捷運振動衰減評估。另外,根據現場落錘試驗之衰減量測,路竹基地之材料阻尼係數α在X、Y及Z方向分別為0.036、0.030及0.031 (1/m),衰減係數n在X方向約為1.406,Y方向約為1.226,Z方向約為1.248,k在X方向約為11.210,Y方向約為7.536,Z方向約為10.417。

    The purpose if this paper is to measure the ground vibration induced by the MUCHA line and DANSHUI line rapid transit system in viaduct sections and to analysis the attenuation of the vibration. In order to realize the characteristics of the attenuation of the ground vibration, the data are shown in terms of decibel scale by using the one-third octave band figure to express the ground vibration level, and use the Wiss model and Bornitz model for regression analysis.
    The results show that the ground vibration level of vertical direction is the strongest. There is peak frequency of 5Hz and 6.3Hz in MUCHA line and 50Hz in DANSJUI line. The material damping factor α of MUCHA line is between 0.0001~0.0147 (1/m), and the attenuation factor n is between 0.356~0.701; the material damping factor α of DANSHUI line is between 0.124~0.214 (1/m), and the attenuation factor n is between 0.801~1.076. These factors are all affected by vibration frequency.

    摘要 I 誌謝 II 目錄 III 表目錄 VI 圖目錄 VIII 符號說明 XVI 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究目的與方法 2 1.3 研究內容 2 第二章 文獻回顧 3 2.1 引言 3 2.2 列車振動相關研究之文獻回顧 4 2.3 振動衰減相關研究之文獻回顧 8 第三章 相關理論 18 3.1 彈性體內之應力波 18 3.2 列車運行引致之振動 20 3.3 打樁引致之振動 22 3.4 振動衰減機制 22 3.5 振動衰減經驗公式 24 3.6 頻譜分析 26 3.7 訊號處理與分析 27 第四章 現地振動量測試驗 40 4.1 引言 40 4.2 試驗儀器與設備 40 4.3 捷運系統及路線簡介 43 4.4 捷運列車引致之振動 44 4.4.1 試驗地點 44 4.4.2 試驗方法及步驟 45 4.5 地表振動衰減 46 4.5.1 地質概況 46 4.5.2 試驗地點-捷運高架路段 47 4.5.3 試驗地點-台南科學園區路竹基地 49 4.5.4 試驗方法及步驟 50 第五章 資料分析與結果討論 65 5.1 引言 65 5.2 資料處理與分析 65 5.2.1 列車振動特性分析 65 5.2.2 振動衰減分析 66 5.3 列車振動特性分析結果 69 5.4 列車引致地表振動衰減分析 73 5.4.1 振動衰減量測結果 73 5.4.2 最大質點速度分析結果 75 5.4.3 特定頻率分析結果 76 5.4.4 90%能量法分析結果 78 5.5 落錘引致地表振動衰減分析 80 5.5.1 振動衰減量測結果 80 5.5.2 最大質點速度分析結果 81 5.5.3 特定頻率分析結果 82 第六章 結論與建議 152 6.1 結論 152 6.2 建議 154 參考文獻 155

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    下載圖示 校內:2004-07-09公開
    校外:2004-07-09公開
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