随着国内经济的迅速崛起和城市规模的日益扩大,城市轨道交通日益成为解决城市交通拥堵问题的首选之策。地铁以其便利高效、舒适安全、空气污染小等优势,得到迅猛发展。与此同时,地铁运营诱发的振动对环境的影响也越来越成为人们所普遍关注的问题之一,众多事实证明,部分地铁线路对人体的身心健康、建筑物的结构安全及精密仪器的正常使用都产生了很大的影响,因而不能轻视地铁运营中产生的振动污染。研究地铁诱发的大地振动传播规律和隧道的振动响应情况对地铁建设和减振降噪设计有着非常重要的意义。本文的主要研究内容及结论如下:1.利用离散弹性基础轨道梁模型,建立列车-轨道耦合模型;考虑美国轨道六级不平顺谱,用周期图法模拟不平顺时间序列样本,作为耦合模型中轨道的输入激励,之后对模型进行动力学计算得到轮轨力,即为进一步准确分析地铁引起的周围环境振动响应提供了可靠的激励条件。2.以某地铁一隧道段现场实测的土层及列车速度等参数为依据,利用本文提出的二维有限元预测模型,分别对单双线列车作用下隧道道床及地面振动进行计算和分析,并与该线段隧道内振动实测数据进行对比分析,验证了本文预测模型的准确性与可靠性。3.分别建立轨道-隧道-土层相互作用系统的有限元二维模型和三维模型,考虑土体的深度、宽度和列车速度等因素的影响,计算了地面测点的振动响应,并对二维模型和三维模型所得振动响应结果进行对比分析。结果表明:本文建立的模拟地铁引发隧道土体振动响应的二维和三维模型计算结果都是可靠的,计算的双线列车振动比单线列车振动更强烈。土体深度、宽度等尺寸参数的变化对地面振动响应有一定的影响,分析得到选取模型深度为75m、宽度为120m时,做仿真分析是合适的。二维和三维振动模型计算结果中,地铁振动引起的地面点的响应随着与中心线距离的增大而逐渐减小,地面点竖向加速度响应值在与线路中心线距离23m附近处均会产生振动放大现象,这是由于振动波在软硬不同的土层中重复反射形成的。地铁列车运行速度变化对列车作用下隧道地面环境振动影响较大,地面上各测点的竖向加速度时域响应峰值,随着列车速度的增大而增大,且响应值与速度近似呈线性增长的趋势。将二维模型和三维模型计算结果进行对比可得,三维计算模型能够更好的模拟预测列车的振动响应,二维模型计算的振动加速度响应值比三维模型响应值偏大。