CN105386472B - 一种埋置式复合阻尼结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种埋置式复合阻尼结构，包括置于沟槽内的多层阻尼结构、位于沟槽侧壁和底面的加固混凝土层和粘弹性阻尼层II组成。粘弹性阻尼层II位于加固混凝土层与多层阻尼结构之间；多层阻尼结构包括约束层和粘弹性阻尼层I，相邻的两层所述约束层之间设有粘弹性阻尼层I。本发明中两层约束层和其间的阻尼层I组成约束阻尼结构单元，多个约束阻尼结构单元叠加形成针对垂直方向振动的多层阻尼结构；加固混凝土层和多层约束阻尼结构以及期间的阻尼层II侧壁形成了针对水平方向振动的约束阻尼结构。上述约束阻尼结构的组合构成复合约束阻尼减振系统，在水平方向和垂直方向上均能有效地将降低通过岩石土体传给目标建筑的振动。

Description

一种埋置式复合阻尼结构及其施工方法

技术领域

本发明轨道交通和建筑领域，具体涉及轨道交通和建筑结构的减振降噪领域，尤其涉及一种埋置式复合阻尼结构及其施工方法。

背景技术

城市轨道交通在运行过程中产生的振动和噪声对沿线居民的健康安全、建筑物的保护、精密仪器的正常工作带来了极大的负面影响。控制地铁振动的主要手段之一就是利用阻尼材料制成阻尼结构，来达到减振降噪的目的。目前，阻尼材料从材质上分，主要有橡胶类板材和高分子涂料。橡胶类板材主要是各种橡胶减振衬垫、阻尼橡胶板、橡胶减振器等，施工时需要使用粘合剂将橡胶板黏贴在被处理部位。这些部分通常是比较平整的物面，例如钢板、铝板等。而对于地铁隧道等建筑工程，只能使用阻尼涂料，其中最常见的是石棉沥青阻尼涂料；然而由于其中含有大量沥青、有机溶剂等有害物质，已经被逐渐禁止使用。

为了解决复杂形貌表面阻尼材料的施工问题，喷涂型阻尼材料应运而生；喷涂型阻尼材料利用高分子的粘弹特性，在受到外界振动激励时发生弹性形变而吸收能量。此后，有研究者将碳纳米管、石墨烯等碳基填料加入到喷涂型粘弹阻尼材料当中，利用碳基材料表面与粘弹阻尼材料界面之间的相对滑移而增大能量的损耗。然而碳基材料的掺杂量不宜过大，如果碳基材料含量过多会影响到粘弹型阻尼层的物理性能，使材料的喷涂性能、力学性能、与基材附着力都有所下降。在碳基材料掺杂量较低的情况下，通过界面之间滑移所产生的耗能就变得十分有限，无法大幅度对材料的阻尼性能进行提升。

发明专利申请2015103724071公开了一种“石墨烯改性聚氨酯-环氧树脂水性阻尼涂料的制备方法”。该方法先用化学氧化法制备了氧化石墨烯；然后以4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和聚四氢呋喃为单体，丁酮为溶剂，二丁基二月桂酸锡为催化剂，以1,4-丁二醇和2,2-双(羟甲基)丙酸为扩链剂，1-甲基-2-吡咯烷酮为溶剂制备聚氨酯预聚体。最后加入环氧树脂形成互穿聚合物网络，去离子水做乳化剂，并加入氧化石墨烯，超声使其分散，旋蒸去除溶剂，从而得到石墨烯改性的聚氨酯-环氧树脂。虽然该方法以石墨烯为填料对聚氨酯-环氧树脂互穿聚合物网络进行改性，不但结合了聚氨酯和环氧树脂的优点，而且同时引进了石墨烯优异的力学性能，提高了涂料的阻尼性能、拉伸强度、以及热稳定性。然而，该方法的主要目的是提高涂料的力学性能，防止涂料的开裂。从提高阻尼性能的角度来说，其存在的问题为：其阻尼性能主要来自于石墨烯表面与互穿网络聚合物之间在受到外界激励时所产生的相对滑移而消耗能量；而由于该发明中石墨烯为单层石墨结构，且体积含量较少，因此所产生的阻尼性能也十分有限；如果石墨烯体积含量过多则会破坏聚合物互穿网络结构的连续性，反而使涂料的力学性能有所下降。因此，该方法制备涂料的阻尼效果非常有限。

发明专利申请200910017943.4公开了“一种喷涂聚氨酯-脲阻尼减振降噪材料”。所述喷涂型聚氨酯-脲阻尼减振降噪防护材料由等体积的A、R两组分组成，经高压撞击混合设备混合后喷涂到混凝土底材上，瞬间就形成一层性能优异的阻尼减振降噪防护涂层。所述A组分为异氰酸酯与聚合物多元醇生成的半预聚体；R组分为端氨、羟基聚醚、二胺类扩链剂和助剂形成的混合物。该材料具有固化速度快、粘弹性好、强度大、阻尼减振降噪性能优异等优点,能够在复杂、恶劣环境条件下高效率施工。阻尼损耗因子为≥0.05，断裂伸长率为≥400％，撕裂强度为≥45KN/m，冲击强度为50kg。然而，其阻尼性能仍然不足以满足地铁隧道高等减振与特殊减振的阻尼要求。

除了控制地铁振动达到减振降噪的目的，目前常采用的还有下述手段：即通过控制振动和噪声在土体中的传播实现减振降噪，如在振源与减振降噪目标建筑之间采用隔振沟、埋置隔振板等。

发明专利ZL201410195106.1公开了“土基处理工程中的隔振板装置及其施工工艺”，包括由若干并列的隔振单元组成的隔振阵列及其施工工艺，不仅能够避免沟壁在强夯过程中因振动引起的坍塌，还能提升隔振沟的隔振效果，减少填充材料的使用。然而，该隔振装置主要用于土基处理阶段的短期隔振。

发明专利申请201510067202.2公开了“一种隔振沟”，在上宽下窄梯形截面隔振沟内填充砂石，在砂石填充层中设置隔振水箱，一方面解决空沟无法承重的问题，一方面通过水箱有效吸收透射的振动波，进一步减少隔振沟两侧振动波的传递。该发明中隔振沟填充材料为砂石、水，材料简单易得；但是由于水的粘度较低，虽具有一定减振作用，但效果有限。

发明专利ZL201210016765.5公开了“建筑用复合型多频段隔振沟”，包括带孔板、异形板、填充物、空沟、波阻块，至少布置在建筑物面向振源一侧的地表之下，按照振源至建筑物的方向依次连接。该隔振沟可以对高中低频率段的环境振动均能实现减振，性能全面，构造简单，施工方便。然而，该隔振沟减振构件中孔板、异形板和空沟的存在不利于隔振沟顶部地面承重，并易导致隔振沟沟体靠近振源的一侧发生坍塌。

发明内容

本发明提供了一种埋置式复合阻尼结构及其施工方法。本发明所述的埋置式复合阻尼结构利用垂向和径向的粘弹性阻尼层在混凝土或石材约束作用下的剪切形变实现耗能，迅速降低通过土体传播的振动，大大降低了轨道交通运行过程中对周边环境的振动和噪声污染。

本发明的技术方案：一种埋置式复合阻尼结构，包括置于沟槽内的多层阻尼结构、位于沟槽侧壁和底面的加固混凝土层和粘弹性阻尼层II组成；所述粘弹性阻尼层II位于加固混凝土层与多层阻尼结构之间；所述多层阻尼结构包括约束层和粘弹性阻尼层I，相邻的两层所述约束层之间设有粘弹性阻尼层I；所述粘弹性阻尼层I和粘弹性阻尼层II为喷涂型复合阻尼材料。本发明中两层约束层和其间的阻尼层I组成约束阻尼结构单元，多个约束阻尼结构单元叠加形成针对垂直方向振动的多层阻尼结构；加固混凝土层和多层约束阻尼结构以及期间的阻尼层II侧壁形成了针对水平方向振动的约束阻尼结构。上述约束阻尼结构的组合构成复合约束阻尼减振系统，在水平方向和垂直方向上均能有效地将降低通过岩石土体传给目标建筑的振动。

所述喷涂型复合阻尼材料由A、R两个组分按照体积比1:0.8-1:1.2反应得到，所述A组分是由35-60份的低官能度多异氰酸酯和50-70份聚醚多元醇合成的半预聚物；所述R组分包括15-60份二胺扩链剂，10-75份端氨基聚醚，10-70份端羟基聚醚，1-30份插层石墨填料，1-30份助剂；所述插层石墨填料由石墨片层和位于石墨片层之间的高分子聚合物组成；所述高分子聚合物通过原位聚合的方法引入至石墨片层之间；所述高分子聚合物包括聚丙烯酸、聚酰胺胺树枝型大分子、超支化聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩中的任意一种或几种。

其中，所述插层石墨填料通过以下方法制备得到：①将可膨胀石墨在950-1050℃的温度条件下膨化10-15s，得到膨胀石墨；②将步骤①得到的膨胀石墨和乙醇-水溶液混合后进行剥离石墨片层的处理，得到层间距较大的石墨薄片；③采用原位聚合的方法将高分聚合物引入至步骤②得到的石墨薄片之间，从而得到插层石墨填料。步骤②所述剥离石墨片层的处理的方法为：将膨胀石墨和乙醇-水溶液超声处理6-12h，然后最后过滤、烘干；步骤③中所述的高分子聚合物为聚丙烯酸、聚酰胺胺树枝型大分子、超支化聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩中的任意一种或几种。优选的是，所述膨胀石墨和乙醇-水溶液的重量比为1:200-1:300，所述乙醇-水溶液中乙醇的浓度为75-95％。

其中，所述A组分中的低官能度多异氰酸酯的官能度为1-2.4，聚醚多元醇的官能度为2-4；所述R组分中的二胺扩链剂的官能度为2，端氨基聚醚挂能度为2-4。优选的是，所述低官能度多异氰酸酯为以下任意一种或几种：甲苯二异氰酸酯、亚苯基碳化二亚胺-脲酮亚胺改性的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基二异氰酸酯、多苯基多异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、高2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、环已二异氰酸酯、多苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和对四甲基苯亚甲基二异氰酸酯；所述二胺扩链剂为二乙基甲苯二胺、二甲巯基甲苯二胺和N，N’-二烷基甲基二苯胺中的一种或几种；所述端氨基聚醚是含聚氧化乙烯或氧化丙烯主链的端氨基聚醚；所述端羟基聚醚为聚己内酯；所述助剂为稀释剂、分散剂、防沉降剂、阻燃剂、防霉剂、抗静电剂、流平剂、偶联剂、水解稳定剂、催化剂、光稳定剂、抗氧剂、消泡剂和增塑剂中的一种或几种。

其中，所述粘弹性阻尼层I和约束层的厚度比为1:20～1:800；所述约束层的数量不小于2；所述约束层的厚度为5-150cm，所述粘弹性阻尼层I和粘弹性阻尼层II的厚度为1-20mm。所述约束层为普通混凝土、钢筋混凝土、大理石和花岗石中的一种或几种；所述粘弹性阻尼层I和粘弹性阻尼层II的硬度不大于65邵A。

一种埋置式复合阻尼结构的施工方法，包括以下步骤：

(1)挖掘沟槽：在埋置式复合阻尼结构的实施区域挖掘沟槽，所述沟槽的深度不小于50cm，且不大于附近20m内建筑物的地基深度加5m；所述沟槽设在振源与目标构筑物/区域之间；所述沟槽的不小于50厘米；如果沟槽过长或面积过大，可分段或分区域进行施工；

(2)加固沟槽：在沟槽的侧壁和底部采用浇筑或喷射的方式设置加固混凝土层；然后在所述混凝土层的表面采用喷涂、刮涂或浇注的方式设置粘弹性阻尼层II；得到加固后得沟槽；所述加固混凝土层用于加固土体并形成对粘弹性阻尼层II的约束；

(3)设置多层阻尼结构：在步骤(2)得到的加固沟槽的空腔的底部浇筑或放置与空腔尺寸匹配的约束层，放入空腔后应采用渗透型结晶材料填充约束层与空腔侧壁之间的缝隙；然后在约束层的上表面设置粘弹性阻尼层I；依次重复交替设置约束层和粘弹性阻尼层I，直至约束层层数、粘弹性阻尼层I层数及总厚度达到要求，即得到多层阻尼结构；

(4)采用混凝土或土体填平沟槽与地面的高度差。

其中，步骤所述的混凝土层厚度大于1cm；所述约束层的厚度为5-150cm，所述粘弹性阻尼层I和粘弹性阻尼层II的厚度为1-20mm；所述多层阻尼结构的顶层为约束层。所述约束层为普通混凝土、钢筋混凝土、大理石和花岗石中的一种或几种；当所述约束层为预制层板或石板时，应进行抛丸处理，使约束层具有一定的粗糙度，增大阻尼层与约束层的接触面积。所述粘弹性阻尼层I和粘弹性阻尼层II的硬度不大于65邵A。所述粘弹性阻尼层I应对所述约束层表面直径小于1mm的开口孔隙具有渗入能力。所述多层阻尼结构与加固混凝土层对所述阻尼层II形成全面挤压，三者构成一个约束阻尼结构。

如果减振降噪目标建筑物有更高的减振降噪要求，还可将建筑物及其地下基础整体抬高或转移，在建筑物下方也实施整体高度为50-200cm的上述多层复合阻尼结构，再将建筑物及其基础移回原地。所述埋置式复合阻尼结构还可实施在拟建建筑物的地基底部和周围。

本发明的有益效果：

(1)本发明所述的埋置式阻尼结构，在目标建筑物和振源之间形成同时针对水平方向振动和垂直方向振动的复合隔振、减振系统，通过剪切变形损耗能力，高效衰减噪声和振动的传播，最大限度地降低振动和噪声对建筑物及其居民和设施的不利影响。

(2)本发明所述的埋置式阻尼结构，不但结构简单、效果突出、耐久性好，而且结构施工简单，多层约束阻尼结构可现场施工，也可预制完成，方便快捷，制作成本低廉；而且不影响地面承重和空间利用；

(3)本发明还能缓解地震波对地面建筑的冲击，降低地震破坏；对于飞机场和高速公路地面产生的振动也具有衰减作用。

(4)本发明粘弹性阻尼层I和粘弹性阻尼层II采用的喷涂型复合阻尼材料可以为地铁减振5-15dB，达到中等减振水平；使用寿命可达100年，可以实现与工程同寿命，终身免维护；

(5)本发明粘弹性阻尼层I和粘弹性阻尼层II采用的喷涂型复合阻尼材料费用低廉，在达到相同减振指标的情况下，本材料可以节约施工费用90％以上，并且节约了后期维护的一切费用。

附图说明

图1为本发明中埋置式阻尼结构的纵剖面图；

图2为本发明中埋置式阻尼结构的横剖面图。

其中，1：约束层；2：粘弹性阻尼层I；3：加固混凝土层；4：粘弹性阻尼层II；5：周围土体。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1：

一种埋置式复合阻尼结构，包括置于沟槽内的多层阻尼结构、位于沟槽侧壁和底面的加固混凝土层3和粘弹性阻尼层II 4组成；所述粘弹性阻尼层II 4位于加固混凝土层3与多层阻尼结构之间。所述多层阻尼结构包括约束层1和粘弹性阻尼层I 2，相邻的两层所述约束层1之间设有粘弹性阻尼层I 2；所述粘弹性阻尼层I 2和粘弹性阻尼层II 4为喷涂型复合阻尼材料。本发明中两层约束层1和其间的阻尼层I 2组成约束阻尼结构单元，多个约束阻尼结构单元叠加形成针对垂直方向振动的多层阻尼结构；加固混凝土层3和多层约束阻尼结构以及期间的阻尼层II 4侧壁形成了针对水平方向振动的约束阻尼结构。上述约束阻尼结构的组合构成复合约束阻尼减振系统，在水平方向和垂直方向上均能有效地将降低通过岩石土体传给目标建筑的振动。

其中，所述粘弹性阻尼层I 2和约束层1的厚度比为1:20；所述约束层1的数量不小于2；所述约束层1的厚度为40cm，所述粘弹性阻尼层I 2的厚度为20mm，所述粘弹性阻尼层II 4的厚度为1cm。所述约束层1为普通混凝土。

其中，所述喷涂型复合阻尼材料由A、R两个组分按照体积比1:1反应得到，所述A组分是由35份的低官能度多异氰酸酯和60份聚醚多元醇合成的半预聚物；所述R组分包括60份二胺扩链剂，10份端氨基聚醚，40份端羟基聚醚，30份插层石墨填料，1份助剂。所述低官能度多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯；所述二胺扩链剂为二甲巯基甲苯二胺；所述端氨基聚醚是含聚氧化乙烯的端氨基聚醚；所述端羟基聚醚为聚己内酯；所述助剂由0.5份流平剂和0.5份抗氧剂组成，所述流平剂为聚乙烯醇缩丁醛，所述抗氧化剂为四(4-羟基-3,5-叔丁基苯基丙酸)季戊四醇酯。

所述插层石墨填料由石墨片层和位于石墨片层之间的高分子聚合物组成；所述高分子聚合物通过原位聚合的方法引入至石墨片层之间；所述高分子聚合物为聚丙烯酸。插层石墨填料的制备方法，包括以下几个步骤：①将可膨胀石墨在950℃的温度条件下膨化12s，得到膨胀石墨；②将步骤①得到的膨胀石墨和浓度为95％的乙醇-水溶液按照重量比1:200混合，超声处理9h，然后最后过滤、烘干，得到层间距较大的石墨薄片；③采用原位聚合的方法将聚丙烯酸引入至步骤②得到的石墨薄片之间，从而得到插层石墨填料。

一种埋置式复合阻尼结构的施工方法(实施在建筑物周围)，包括以下步骤：

(1)挖掘沟槽：围绕建筑物挖掘一条深度为2.5米、宽度为4米的直线型沟槽，将沟槽侧壁和底部土体压平、夯实。

(2)加固沟槽：在沟槽的侧壁和底部采用浇筑的方式设置2cm的加固混凝土层，养护7天后拆模；然后在所述混凝土层的表面采用喷涂的方式设置1cm的粘弹性阻尼层II 4；得到加固后的沟槽；

(3)设置多层阻尼结构：粘弹性阻尼层II 4表干后，在步骤(2)得到的加固沟槽的空腔的底部浇筑40cm的混凝土板作为约束层1，采用水泥基渗透型结晶材料填充混凝土板与沟槽间的缝隙；然后在约束层1的上表面设置2cm的粘弹性阻尼层I 2；依次重复交替设置约束层1和粘弹性阻尼层I 2，直至约束层1的层数10、粘弹性阻尼层I 2的层数9，即得到多层阻尼结构；

(4)采用混凝土或土体填平沟槽与地面的高度差。

在相同地铁的运行条件下，该区域附近同一位置测试的分贝数较埋置式复合阻尼结构实施前降低了14dB。

实施例2：

与实施例1不同的是，所述粘弹性阻尼层I 2和约束层1的厚度比为1:800；所述约束层1的数量不小于2；所述约束层1的厚度为120cm，所述粘弹性阻尼层I 2的厚度为15mm，所述粘弹性阻尼层II 4的厚度为2mm。所述约束层1为钢筋混凝土。

其中，所述喷涂型复合阻尼材料由A、R两个组分按照体积比1:0.8反应得到。所述A组分是由45份的低官能度多异氰酸酯和70份聚醚多元醇合成的半预聚物；所述R组分包括15份二胺扩链剂，40份端氨基聚醚，70份端羟基聚醚，1份插层石墨填料，15份助剂。所述低官能度多异氰酸酯为亚苯基碳化二亚胺-脲酮亚胺改性的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯；所述二胺扩链剂为N，N’-二烷基甲基二苯胺；所述端氨基聚醚是含氧化丙烯主链的端氨基聚醚；所述端羟基聚醚为聚己内酯；所述助剂由7份稀释剂和8份防沉降剂组成，所述稀释剂为邻苯二甲酸二丁酯，所述防沉降剂为氢化蓖麻油。

所述插层石墨填料由石墨片层和位于石墨片层之间的高分子聚合物组成；所述高分子聚合物通过原位聚合的方法引入至石墨片层之间；所述高分子聚合物为聚酰胺胺树枝型大分子。插层石墨填料的制备方法，包括以下几个步骤：①将可膨胀石墨在1000℃的温度条件下膨化15s，得到膨胀石墨；②将步骤①得到的膨胀石墨和浓度为75％的乙醇-水溶液按照重量比1:250混合，超声处理12h，然后最后过滤、烘干，得到层间距较大的石墨薄片；③采用原位聚合的方法将聚酰胺胺树枝型大分子引入至步骤②得到的石墨薄片之间，从而得到插层石墨填料。

一种埋置式复合阻尼结构的施工方法(实施在振源周围)，包括以下步骤：

(1)挖掘沟槽：在隧道外部、振动噪声超标的振源区域附近挖掘一条深度为10米、宽度为3米的对振源区域呈包围状的沟槽，将沟槽侧壁和底部土体压平、夯实；

(2)加固沟槽：在沟槽的侧壁和底部采用浇筑厚度为10厘米的钢筋混凝土养护7天后拆模；然后在所述混凝土层的表面采用喷涂的方式设置厚度为2mm的粘弹性阻尼层II 4；得到加固后的沟槽；

(3)设置多层阻尼结构：粘弹性阻尼层II 4表干后，在步骤(2)得到的加固沟槽的空腔的底部浇筑120cm的钢筋混凝土作为约束层1，养护7天后拆模；然后在约束层1的上表面设置厚度为15mm的粘弹性阻尼层I 2；依次重复交替设置约束层1和粘弹性阻尼层I 2，直至约束层1的层数达到8、粘弹性阻尼层I 2的层数达到7，即得到多层阻尼结构；

(4)采用混凝土或土体填平沟槽与地面的高度差。

在相同地铁的运行条件下，该区域附近同一位置测试的分贝数较埋置式复合阻尼结构实施前降低了21dB。

实施例3：

与实施例1不同的是，所述粘弹性阻尼层I 2和约束层1的厚度比为1:50；所述约束层1的数量不小于2；所述约束层1的厚度为5cm，所述粘弹性阻尼层I 2和粘弹性阻尼层II 4的厚度为1mm。所述约束层1为大理石。

其中，所述喷涂型复合阻尼材料由A、R两个组分按照体积比1:1.2反应得到。所述喷涂型复合阻尼材料由A、R两个组分按照1:1反应得到，所述A组分是由60份的低官能度多异氰酸酯和50份聚醚多元醇合成的半预聚物；所述R组分包括35份二胺扩链剂，75份端氨基聚醚，10份端羟基聚醚，16份插层石墨填料，30份助剂。所述低官能度多异氰酸酯为多亚甲基二异氰酸酯；所述二胺扩链剂为二乙基甲苯二胺；所述端氨基聚醚是含聚氧化乙烯的端氨基聚醚；所述端羟基聚醚为聚己内酯；所述助剂由10份偶联剂和20份水解稳定剂组成，所述偶联剂为异丁基三乙氧基硅烷，水解稳定剂为丁二醇双缩水油甘醚。所述插层石墨填料由石墨片层和位于石墨片层之间的高分子聚合物组成；所述高分子聚合物通过原位聚合的方法引入至石墨片层之间；所述高分子聚合物为超支化聚氨酯。插层石墨填料的制备方法，包括以下几个步骤：①将可膨胀石墨在1050℃的温度条件下膨化10s，得到膨胀石墨；②将步骤①得到的膨胀石墨和浓度为85％的乙醇-水溶液按照重量比1:300混合，超声处理6h，然后最后过滤、烘干，得到层间距较大的石墨薄片；③采用原位聚合的方法将超支化聚氨酯引入至步骤②得到的石墨薄片之间，从而得到插层石墨填料。

一种埋置式复合阻尼结构的施工方法(实施在建筑物周围)，包括以下步骤：

(1)挖掘沟槽：围绕建筑物挖掘一条深度为2.5米、宽度为4米的直线型沟槽，将沟槽侧壁和底部土体压平、夯实。

(2)加固沟槽：在沟槽的侧壁和底部采用浇筑的方式设置2cm的加固混凝土层，养护7天后拆模；然后在所述混凝土层的表面采用喷涂的方式设置1cm的粘弹性阻尼层II 4；得到加固后的沟槽；

(3)设置多层阻尼结构：粘弹性阻尼层II 4表干后，在步骤(2)得到的加固沟槽的空腔的底部浇筑5cm的混凝土板作为约束层1，采用水泥基渗透型结晶材料填充混凝土板与沟槽间的缝隙；然后在约束层1的上表面设置1mm的粘弹性阻尼层I 2；依次重复交替设置约束层1和粘弹性阻尼层I 2，直至约束层1的层数达到45层、粘弹性阻尼层I 2的层数达到44层，即得到多层阻尼结构；

(4)采用混凝土或土体填平沟槽与地面的高度差。

在相同地铁的运行条件下，该区域附近同一位置测试的分贝数较埋置式复合阻尼结构实施前降低了12dB。

实施例4：

与实施例1不同的是，所述粘弹性阻尼层I 2和约束层1的厚度比为1:200；所述约束层1的数量不小于2；所述约束层1的厚度为100cm，所述粘弹性阻尼层I 2和粘弹性阻尼层II 4的厚度为5mm。所述约束层1为花岗石。

所述A组分是由55份的低官能度多异氰酸酯和55份聚醚多元醇合成的半预聚物；所述R组分包括25份二胺扩链剂，65份端氨基聚醚，20份端羟基聚醚，5份插层石墨填料，10份助剂。所述低官能度多异氰酸酯为多苯基多异氰酸酯；所述二胺扩链剂为二甲巯基甲苯二胺；所述端氨基聚醚是含氧化丙烯主链的端氨基聚醚；所述端羟基聚醚为聚己内酯；所述助剂为所述端羟基聚醚为聚己内酯；所述助剂由3份防霉剂和7份水解稳定剂组成，所述防霉剂为四氯4-(甲基磺酰)吡啶，所述水解稳定剂为丁二醇双缩水油甘醚。所述插层石墨填料，由石墨片层和位于石墨片层之间的高分子聚合物组成；所述高分子聚合物通过原位聚合的方法引入至石墨片层之间；所述高分子聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯。插层石墨填料的制备方法，包括以下几个步骤：①将可膨胀石墨在980℃的温度条件下膨化15s，得到膨胀石墨；②将步骤①得到的膨胀石墨和浓度为90％的乙醇-水溶液按照重量比1:220混合，超声处理10h，然后最后过滤、烘干，得到层间距较大的石墨薄片；③采用原位聚合的方法将聚甲基丙烯酸甲酯引入至步骤②得到的石墨薄片之间，从而得到插层石墨填料。

一种埋置式复合阻尼结构的施工方法(实施在建筑物周围)，包括以下步骤：

(1)挖掘沟槽：围绕建筑物挖掘一条深度为2.5米、宽度为4米的直线型沟槽，将沟槽侧壁和底部土体压平、夯实。

(2)加固沟槽：在沟槽的侧壁和底部采用浇筑的方式设置2cm的加固混凝土层，养护7天后拆模；然后在所述混凝土层的表面采用喷涂的方式设置1cm的粘弹性阻尼层II 4；得到加固后的沟槽；

(3)设置多层阻尼结构：粘弹性阻尼层II 4表干后，在步骤(2)得到的加固沟槽的空腔的底部浇筑100cm的混凝土板作为约束层1，采用水泥基渗透型结晶材料填充混凝土板与沟槽间的缝隙；然后在约束层1的上表面设置5mm的粘弹性阻尼层I 2；然在粘弹性阻尼层I2基础上浇筑100cm的约束层I，即得到阻尼结构；

(4)采用混凝土或土体填平沟槽与地面的高度差。

在相同地铁的运行条件下，该区域附近同一位置测试的分贝数较埋置式复合阻尼结构实施前降低了18dB。

实施例5：

与实施例2不同的是，所述粘弹性阻尼层I 2和约束层1的厚度比为1:100；所述约束层1的数量不小于2；所述约束层1的厚度为80cm，所述粘弹性阻尼层I 2和粘弹性阻尼层II 4的厚度为8mm。所述约束层1为钢筋混凝土。

所述A组分是由45份的低官能度多异氰酸酯和65份聚醚多元醇合成的半预聚物；所述R组分包括50份二胺扩链剂，25份端氨基聚醚，50份端羟基聚醚，10份插层石墨填料，20份助剂。所述低官能度多异氰酸酯为4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯；所述二胺扩链剂为N，N’-二烷基甲基二苯胺；所述端氨基聚醚是含聚氧化乙烯的端氨基聚醚；所述端羟基聚醚为聚己内酯；所述助剂由10份稀释剂、5份抗静电剂和5份阻燃剂组成，所述稀释剂为邻苯二甲酸二丁酯，所述抗静电剂为(3-月桂酰胺丙基)三甲基氨硫酸甲酯盐，所述阻燃剂为多聚磷酸铵。

所述插层石墨填料由石墨片层和位于石墨片层之间的高分子聚合物组成；所述高分子聚合物通过原位聚合的方法引入至石墨片层之间；所述高分子聚合物为聚苯胺。插层石墨填料的制备方法，包括以下几个步骤：①将可膨胀石墨在1020℃的温度条件下膨化10s，得到膨胀石墨；②将步骤①得到的膨胀石墨和浓度为80％的乙醇-水溶液按照重量比1:280混合，超声处理8h，然后最后过滤、烘干，得到层间距较大的石墨薄片；③采用原位聚合的方法将聚苯胺引入至步骤②得到的石墨薄片之间，从而得到插层石墨填料。

一种埋置式复合阻尼结构的施工方法(实施在振源周围)，包括以下步骤：

(1)挖掘沟槽：在隧道外部、振动噪声超标的振源区域附近挖掘一条深度为10米、宽度为3米的对振源区域呈包围状的沟槽，将沟槽侧壁和底部土体压平、夯实；

(2)加固沟槽：在沟槽的侧壁和底部采用浇筑厚度为10厘米的钢筋混凝土养护7天后拆模；然后在所述混凝土层的表面采用喷涂的方式设置厚度为2mm的粘弹性阻尼层II 4；得到加固后的沟槽；

(3)设置多层阻尼结构：粘弹性阻尼层II 4表干后，在步骤(2)得到的加固沟槽的空腔的底部浇筑80cm的钢筋混凝土作为约束层1，养护7天后拆模；然后在约束层1的上表面设置厚度为8mm的粘弹性阻尼层I 2；依次重复交替设置约束层1和粘弹性阻尼层I 2，直至约束层1的层数达到3、粘弹性阻尼层I 2的层数达到2，即得到多层阻尼结构；

(4)采用混凝土或土体填平沟槽与地面的高度差。

在相同地铁的运行条件下，该区域附近同一位置测试的分贝数较埋置式复合阻尼结构实施前降低了16dB。

实施例6：

与实施例1不同的是，所述粘弹性阻尼层I 2和约束层1的厚度比为1:500；所述约束层1的数量不小于2；所述约束层1的厚度为150cm，所述粘弹性阻尼层I 2和粘弹性阻尼层II 4的厚度为3mm。所述约束层1为大理石。

所述A组分是由40份的低官能度多异氰酸酯和62份聚醚多元醇合成的半预聚物；所述R组分包括45份二胺扩链剂，35份端氨基聚醚，20份端羟基聚醚，25份插层石墨填料，5份助剂。所述低官能度多异氰酸酯为环已二异氰酸酯；所述二胺扩链剂为二甲巯基甲苯二胺；所述端氨基聚醚是含氧化丙烯主链的端氨基聚醚；所述端羟基聚醚为聚己内酯；所述助剂由2份消泡剂和3份抗静电剂组成，所述消泡剂为聚丙二醇，所述抗静电剂为(3-月桂酰胺丙基)三甲基氨硫酸甲酯盐。所述插层石墨填料由石墨片层和位于石墨片层之间的高分子聚合物组成；所述高分子聚合物通过原位聚合的方法引入至石墨片层之间；所述高分子聚合物为聚吡咯。插层石墨填料的制备方法，包括以下几个步骤：①将可膨胀石墨在1000℃的温度条件下膨化10s，得到膨胀石墨；②将步骤①得到的膨胀石墨和浓度为75％的乙醇-水溶液按照重量比1:260混合，超声处理7h，然后最后过滤、烘干，得到层间距较大的石墨薄片；③采用原位聚合的方法将聚吡咯引入至步骤②得到的石墨薄片之间，从而得到插层石墨填料。

一种埋置式复合阻尼结构的施工方法(实施在振源周围)，包括以下步骤：

(1)挖掘沟槽：在隧道外部、振动噪声超标的振源区域附近挖掘一条深度为10米、宽度为3米的对振源区域呈包围状的沟槽，将沟槽侧壁和底部土体压平、夯实；

(2)加固沟槽：在沟槽的侧壁和底部采用浇筑厚度为10厘米的钢筋混凝土养护7天后拆模；然后在所述混凝土层的表面采用喷涂的方式设置厚度为2mm的粘弹性阻尼层II 4；得到加固后的沟槽；

(3)设置多层阻尼结构：粘弹性阻尼层II 4表干后，在步骤(2)得到的加固沟槽的空腔的底部浇筑80cm的钢筋混凝土作为约束层1，养护7天后拆模；然后在约束层1的上表面设置厚度为8mm的粘弹性阻尼层I 2；依次重复交替设置约束层1和粘弹性阻尼层I 2，直至约束层1的层数达到3、粘弹性阻尼层I 2的层数达到2，即得到多层阻尼结构；

(4)采用混凝土或土体填平沟槽与地面的高度差。

在相同地铁的运行条件下，该区域附近同一位置测试的分贝数较埋置式复合阻尼结构实施前降低了17dB。

实施例7：

与实施例1不同的是，所述粘弹性阻尼层I 2和约束层1的厚度比为1:50；所述约束层1的数量不小于2；所述约束层1的厚度为20m，所述粘弹性阻尼层I 2和粘弹性阻尼层II 4的厚度分别为4mm、1mm。所述约束层1为普通混凝土。

所述A组分是由45份的低官能度多异氰酸酯和53份聚醚多元醇合成的半预聚物；所述R组分包括40份二胺扩链剂，50份端氨基聚醚，50份端羟基聚醚，8份插层石墨填料，22份助剂。所述低官能度多异氰酸酯为对四甲基苯亚甲基二异氰酸酯；所述二胺扩链剂为二甲巯基甲苯二胺；所述端氨基聚醚是含聚氧化乙烯的端氨基聚醚；所述端羟基聚醚为聚己内酯；所述助剂由10份稀释剂、10份防霉剂和2份流平剂组成，所述稀释剂为邻苯二甲酸二丁酯，所述防霉剂为四氯4-(甲基磺酰)吡啶，所述流平剂为聚乙烯醇缩丁醛。所述插层石墨填料，由石墨片层和位于石墨片层之间的高分子聚合物组成；所述高分子聚合物通过原位聚合的方法引入至石墨片层之间；所述高分子聚合物为聚噻吩。插层石墨填料的制备方法，包括以下几个步骤：①将可膨胀石墨在950℃的温度条件下膨化15s，得到膨胀石墨；②将步骤①得到的膨胀石墨和浓度为85％的乙醇-水溶液按照重量比1:240混合，超声处理11h，然后最后过滤、烘干，得到层间距较大的石墨薄片；③采用原位聚合的方法将聚噻吩引入至步骤②得到的石墨薄片之间，从而得到插层石墨填料。

一种埋置式复合阻尼结构的施工方法(实施在拟建建筑物底部)，进行试验室模拟，包括以下步骤：

(1)在平坦空地上挖掘长度为130㎝，宽度130cm，深度50cm的凹坑；

(2)在凹坑的的侧壁和底部浇筑厚度为5cm的加固混凝土层，养护3天后拆模；然后在所述混凝土层的表面采用喷涂的方式设置厚度为1mm的粘弹性阻尼层II 4，养护至其表干；

(3)在凹坑底部浇筑厚度为20cm的混凝土层1，然后在此基础上设置厚度为4mm的粘弹性阻尼层I 2，养护7天后，再次浇筑厚度为20cm的钢筋混凝土层1，养护7天后；

(4)在凹坑内中心部分划出一个长度为100cm，宽度为100cm的区域，在该区域上放置长度和宽度与该区域一致、高度为60cm的混凝土房屋模型，底部采用刚性胶黏剂与凹坑内混凝土粘结；

(5)将混凝土房屋模型与凹坑形成的沟槽回填至与地面齐平。

在距离该模型5米处的地面上，再次重复除设置粘弹性阻尼层I 2和II 4外的所有工序。在距离两个模型同一距离的一点上采用锤击激励，测得设置埋置式阻尼结构的房屋模型内振动分贝数较无埋置式阻尼结构的房屋模型内振动分贝数小10dB。

表1阻尼材料的主要物理性质

上述实施例仅为说明本发明施工工艺所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于从事该领域工作的技术人员而言，在上述说明的基础上还可以根据需要引申出多种变化。由此产生的显而易见的变化仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种埋置式复合阻尼结构，其特征在于：包括置于沟槽内的多层阻尼结构、位于沟槽侧壁和底面的加固混凝土层（3）和粘弹性阻尼层II（4）组成；

所述粘弹性阻尼层II（4）位于加固混凝土层与多层阻尼结构之间；所述多层阻尼结构包括约束层（1）和粘弹性阻尼层I（2），相邻的两层所述约束层（1）之间设有粘弹性阻尼层I（2）；所述粘弹性阻尼层I（2）和粘弹性阻尼层II（4）为喷涂型复合阻尼材料；

所述粘弹性阻尼层I（2）和约束层（1）的厚度比为1:20~1:800；所述约束层（1）的数量不小于2；所述约束层（1）的厚度为5-150cm，所述粘弹性阻尼层I（2）和粘弹性阻尼层II（4）的厚度为1-20mm；

所述喷涂型复合阻尼材料由A、R两个组分按照体积比1:0.8-1:1.2反应得到，所述A组分是由35-60份的低官能度多异氰酸酯和50-70份聚醚多元醇合成的半预聚物；所述R组分包括15-60份二胺扩链剂，10-75份端氨基聚醚，10-70份端羟基聚醚，1-30份插层石墨填料，1-30份助剂；

所述插层石墨填料由石墨片层和位于石墨片层之间的高分子聚合物组成；所述高分子聚合物通过原位聚合的方法引入至石墨片层之间；所述高分子聚合物包括聚丙烯酸、聚酰胺胺树枝型大分子、超支化聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩中的任意一种或几种；

所述插层石墨填料通过以下方法制备得到：①将可膨胀石墨在950-1050℃的温度条件下膨化10-15s，得到膨胀石墨；②将步骤①得到的膨胀石墨和乙醇-水溶液混合后进行剥离石墨片层的处理，得到层间距较大的石墨薄片；③采用原位聚合的方法将高分聚合物引入至步骤②得到的石墨薄片之间，从而得到插层石墨填料。

2.根据权利要求1所述的埋置式复合阻尼结构，其特征在于：步骤②所述剥离石墨片层的处理的方法为：将膨胀石墨和乙醇-水溶液超声处理6-12h，然后过滤、烘干。

3.根据权利要求2所述的埋置式复合阻尼结构，其特征在于：所述膨胀石墨和乙醇-水溶液的重量比为1:200-1:300，所述乙醇-水溶液中乙醇的浓度为75-95%。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的埋置式复合阻尼结构，其特征在于：所述A组分中聚醚多元醇的官能度为2-4；所述R组分中的二胺扩链剂的官能度为2，端氨基聚醚官能度为2-4。

5.根据权利要求4所述的埋置式复合阻尼结构，其特征在于：所述端氨基聚醚是含聚氧化乙烯或聚氧化丙烯主链的端氨基聚醚；所述端羟基聚醚为聚己内酯；所述助剂为稀释剂、分散剂、防沉降剂、阻燃剂、防霉剂、抗静电剂、流平剂、偶联剂、水解稳定剂、催化剂、光稳定剂、抗氧剂、消泡剂和增塑剂中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的埋置式复合阻尼结构，其特征在于：所述约束层（1）为普通混凝土、钢筋混凝土、大理石和花岗石中的一种或几种；所述粘弹性阻尼层I（2）和粘弹性阻尼层II（4）的硬度不大于65邵A。

7.一种权利要求1-6任一项所述的埋置式复合阻尼结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）挖掘沟槽：在埋置式复合阻尼结构的实施区域挖掘沟槽，所述沟槽的深度不小于50cm，且不大于附近20m内建筑物的地基深度加10m；

（2）加固沟槽：在沟槽的侧壁和底部采用浇筑或喷射的方式设置加固混凝土层；然后在所述混凝土层的表面采用喷涂、刮涂或浇注的方式设置粘弹性阻尼层II（4）；得到加固后的沟槽；

（3）设置多层阻尼结构：在步骤（2）得到的加固沟槽的空腔的底部浇筑或放置与空腔尺寸匹配的约束层（1），然后在约束层（1）的上表面设置粘弹性阻尼层I（2）；依次重复交替设置约束层（1）和粘弹性阻尼层I（2），直至约束层（1）层数、粘弹性阻尼层I（2）层数及总厚度达到要求，即得到多层阻尼结构；

（4）采用混凝土或土体填平沟槽与地面的高度差。

8.根据权利要求7所述的一种埋置式复合阻尼结构的施工方法，其特征在于：步骤（2）所述的混凝土层厚度大于1cm；所述约束层（1）的厚度为5-150cm，所述粘弹性阻尼层I（2）和粘弹性阻尼层II（4）的厚度为1-20mm；所述多层阻尼结构的顶层为约束层（1）；所述约束层（1）为普通混凝土、钢筋混凝土、大理石和花岗石中的一种或几种；所述粘弹性阻尼层I（2）和粘弹性阻尼层II（4）的硬度不大于65邵A。