A transfer function to analyze and predict vibration propagation to neighboring buildings from underground metro lines

In this paper the propagation of vibration from underground metro lines to neighboring buildings is analyzed using acceleration data measured in the tunnel and in the building. Multiple stations in different locations across Milan are used for the analysis with one building for each location. Corrugation is the main factor that induces vibration in the rails; other factors that influence the magnitude of the vibration are train speed, curves, sleepers, elastic pads and grinding procedure. These factors are used in the analysis and their effects are shown when the dynamics are studied. The PSD of the acceleration data is obtained in order to get the transfer function between the tunnel and the building which provides a tool to understand the propagation. Three subsystems are created: the vibration propagation towards the building, the amplification of the structure and the amplification of the floors. These subsystems provide a better understanding of the propagation phenomena and the target is to obtain a generalized transfer function for each subsystem with respect to each station. Finally, the unique transfer functions are used to predict the vibration levels in the building and the corresponding dynamics based on acceleration data from the tunnel.

In questo articolo viene analizzata la propagazione della vibrazione dalle linee della metropolitana sotterranea agli edifici vicini utilizzando i dati di accelerazione misurati nel tunnel e nell'edificio. Per l'analisi vengono utilizzate più stazioni in diverse località di Milano con un edificio per ciascuna località. L'ondulazione è il principale fattore che induce la vibrazione nei binari; altri fattori che influenzano l'entità della vibrazione sono la velocità del treno, le curve, le traversine, i cuscinetti elastici e la procedura di molatura. Questi fattori vengono utilizzati nell'analisi e i loro effetti vengono mostrati quando si studia la dinamica. Il PSD dei dati di accelerazione è ottenuto per ottenere la funzione di trasferimento tra la galleria e l'edificio che fornisce uno strumento per comprendere la propagazione. Vengono creati tre sottosistemi: la propagazione delle vibrazioni verso l'edificio, l'amplificazione della struttura e l'amplificazione dei solai. Questi sottosistemi forniscono una migliore comprensione dei fenomeni di propagazione e l'obiettivo è quello di ottenere una funzione di trasferimento generalizzata per ciascun sottosistema rispetto a ciascuna stazione. Infine, le funzioni di trasferimento uniche vengono utilizzate per prevedere i livelli di vibrazione nell'edificio e le dinamiche corrispondenti sulla base dei dati di accelerazione dal tunnel.