CN111910692A - 一种多排隔振沟屏障结构及隔振效果的评价方法 - Google Patents

Abstract

一种多排隔振沟屏障结构及隔振效果的评价方法，其主体结构为空沟或填充沟，所述隔振沟的横截面为非矩形、排数大于1、填满隔波材料的填充沟；所述排数包括双排或三排；所述隔振沟横截面型式包括等腰三角形、直角三角形、等腰梯形和直角梯形。本发明能提高隔振沟的隔振效果，进一步改善传统矩形空沟需要深度过大、施工难度大等问题，可以通过使用多排较小深度的新型隔振沟达到与传统隔振沟相同或更好的隔振效果，以此增加了沟屏障在实际隔振工程中的实用性。

Description

一种多排隔振沟屏障结构及隔振效果的评价方法

技术领域

本发明涉及一种多排隔振沟屏障结构及隔振效果的评价方法，属隔振技术领域。

背景技术

随着我国城市轨道交通技术的快速发展，轨道交通进入了大规模、高速、超常规的发展时期。更高载重和速度的列车和越来越密集的地铁网络，产生的环境振动对人口稠密的城市地区的影响更加敏感。

目前相当一部分研究集中在振源处的隔振措施，如各种隔振器，和新的轨道结构等。然而，这些隔振装置较为昂贵，且存在养护困难，维修费用高等问题。与这种方法相比，在振源与屏蔽区域设置连续沟屏障进行隔振，具有造价低、隔振效果好、施工简单等优点，因此，在传播路径进行隔振处理的研究中得到广泛关注。传统空沟想要达到比较理想的隔振效果，需要达到1倍瑞利波长以上的深度，这样的深度在实际中增加了施工难度，深度过大时，空沟侧壁会变得不稳定，容易坍塌，从而需要更加不经济的支护手段，这些都会限制传统矩形空沟的应用。传统的填充沟通常是向空沟内填充与土的波阻抗差异较大的材料，填满不留空隙，这样虽然能改善空沟围护不便的缺点及保证足够的深度，但填充材料消耗太大，造价高昂，并且针对单一的沟屏障时，填充沟隔振效果并不如空沟。

因此，一方面可以通过改变沟槽的截面型式和隔振沟的排数，能达到比传统沟屏障更好的隔振效果，相比传统单排沟，多排隔振沟需要的深度更小，并且也能减小施工和围护难度；另一方面，多排截面空沟填满隔波材料之后能达到与空沟相同甚至更好的隔振效果，因此多排隔振沟屏障的研究将是隔振设计中有效的优化和创新。

发明内容

本发明的目的是，针对传统沟屏障存在的缺陷，实现比传统沟屏障更好的隔振效果，提出一种多排隔振沟屏障结构及隔振效果的评价方法。

本发明实现的技术方案如下，本发明将传统垂直的侧壁改为倾斜的侧壁得到新的截面型式，以多次衰减振动波向前传递的能量，改变振动波的传播方向，使其向下部土体传播，达到减振目的。

一种多排隔振沟屏障结构，其主体结构为空沟或填充沟，所述隔振沟的横截面为非矩形、排数大于一、填满隔波材料的填充沟；排数不局限于一排，包括二排或三排；所述隔振沟横截面型式包括等腰三角形、直角三角形、等腰梯形和直角梯形。

所述直角三角形为左侧直角三角形(直角边靠近左侧振源)或右侧直角三角形(直角边背向振源)。

所述直角梯形为左侧直角梯形(直角边靠近左侧振源)或右侧直角梯形(直角边背向振源)。

所述隔振沟的数量排数不超过三排，并且各排空沟的形状相同，沟间距相同。

所述隔波材料为EPS土工泡沫、膨润土、橡胶碎屑及碎石。

一种隔振效果的评价方法：

地面振动的隔振效果可以通过点的振幅衰减系数AR和沟后影响区的平均振幅衰减系数Ar来评价，公式如下：

式中,A₁为设置隔振措施后某一时刻测点处的地表位移幅值，A₀为无隔振措施时同一时刻、同一位置相应的响应幅值；x为隔振沟所取测点到隔振沟的距离。

本发明的工作原理如下，本发明的多排隔振沟屏障结构，将传统垂直的侧壁改为倾斜的侧壁得到新的截面型式，不但能多次衰减波向前传递的能量，而且可以改变波的传播方向，使其向下部土体传播，以此达到增加减振的目的，沟槽内设置填料可以使隔振沟稳定性提高，减小围护难度，同时沟槽和周围土体这两种介质的波阻抗比也能衰减波能，达到增加减振的目的。

本发明的有益效果是，本发明能提高隔振沟的隔振效果，进一步改善传统矩形空沟需要深度过大、施工难度大等问题，可以通过使用多排较小深度的新型隔振沟达到与传统隔振沟相同或更好的隔振效果，以此增加了沟屏障在实际隔振工程中的实用性。

附图说明

图1为传统矩形隔振沟对波的反射和透射；

图2为新型隔振沟对波的反射和透射；

图3为各种不同截面型式的隔振沟示意图；

图4为二排右直角梯形填充沟的横断面图；

图5为隔振沟侧壁结构的具体细节示意图；

图6为二排右直角三角形填充沟的横断面图；

图7为三排左直角梯形填充沟的横断面图；

图8为三排左直角三角形填充沟的横断面图。

图中，1为新型隔振沟；2为聚苯板；3为钢筋混凝土板；4为填充材料。

具体实施方式

本发明的具体实施方式如图3～图8所示。

本发明是非矩形、排数大于一、填满隔波材料的填充沟，该隔振沟的宽度呈渐变的状态，顶部宽度大于底部宽度，沟槽内设置的填充材料为EPS土工泡沫、膨润土、橡胶碎屑和可塑性材料等。

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

图3所示是六种隔振沟的横断面图，图中的截面(1)～(6)的面积一致，深度一致，通过调整侧壁的倾斜状态来改变截面型式。

作为本发明的优选实施例，隔振沟的横截面采用非矩形截面形状，沟内填充EPS土工泡沫、膨润土、橡胶碎屑或可塑性材料。所述隔振沟的数量可取为1～3个。

作为本发明的优选实施例，所述隔振沟的倾斜侧壁的倾斜角度为60度，沟的深度为1倍瑞利波长。

作为本发明的优选实施例，所述隔振沟设置在距离铁路线路路堤坡脚至15m。

作为本发明的优选实施例，主体结构为空沟1，其中多排沟的截面型式保持一致，排间距保持为1倍瑞利波长，其中瑞利波长可根据土体参数及振源参数计算出来。

实施例1：二排右直角梯形填充沟，如图4所示，右侧为垂直侧壁，指定沟的深度和上下底边的宽度，左侧侧壁处于倾斜状态，与水平夹角小于90度。在一排沟设置完成之后再间隔一倍瑞利波长的距离开挖第二道相同的空沟。在沟体两侧侧壁由上到下依次铺设50mm聚苯板2和80mm厚度的钢筋混凝土板3，在沟槽内填充与沟口平齐的隔波材料4，沟底部设置排水管。其中图5是隔振沟侧壁的具体细节。

实施例2：二排右直角三角形填充沟，右侧为垂直侧壁，指定沟的深度和上底边的宽度，左侧侧壁处于倾斜状态，与水平夹角小于90度，开挖如图6所示直角三角形截面。在一排沟设置完成之后再间隔一倍瑞利波长的距离开挖第二道相同的空沟。在沟体两侧侧壁由上到下依次铺设50mm聚苯板2和80mm厚度的钢筋混凝土板3，在沟槽内填充与沟口平齐的隔波材料4，沟槽底部设置排水管。

实施例3：三排左直角梯形填充沟，左侧为垂直侧壁，指定沟的深度和上下底边的宽度，右侧侧壁处于倾斜状态，与水平夹角小于90度，开挖如图7所示直角梯形截面。在一排沟设置完成之后再间隔一倍瑞利波长的距离开挖第二道相同的空沟。在沟体两侧侧壁由上到下依次铺设50mm聚苯板2和80mm厚度的钢筋混凝土板3，在沟槽内填充与沟口平齐的隔波材料4，沟底部设置排水管。

实施例4：三排左直角三角形填充沟，左侧为垂直侧壁，指定沟的深度和底边的宽度，右侧侧壁处于倾斜状态，与水平夹角小于90度，开挖如图8所示直角三角形截面。在一排沟设置完成之后再间隔一倍瑞利波长的距离开挖第二道相同的空沟。在沟体两侧侧壁由上到下依次铺设50mm聚苯板2和80mm厚度的钢筋混凝土板3，沟槽内设置隔波材料4，沟底部设置排水管。

在上述实施例的隔振沟底部分别安装相同排水管，排水管比隔振沟底部低1.5米以上，排水管的出水口向上延伸到隔振沟的外侧。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不限制本发明，凡在本发明精神和原则之内的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种多排隔振沟屏障结构，其主体结构为空沟或填充沟，其特征在于，所述隔振沟的横截面为非矩形、排数大于1、填满隔波材料的填充沟；所述排数包括双排或三排；所述隔振沟横截面型式包括等腰三角形、直角三角形、等腰梯形和直角梯形。

2.根据权利要求1所述的一种多排隔振沟屏障结构，其特征在于，所述隔振沟的数量排数不超过三排，并且各排空沟的形状相同，沟间距相同。

3.根据权利要求1所述的一种多排隔振沟屏障结构，其特征在于，所述隔波材料为EPS土工泡沫、膨润土、橡胶碎屑及碎石。

4.根据权利要求1所述的一种多排隔振沟屏障结构，其特征在于，所述直角三角形为左侧直角三角形或右侧直角三角形。

5.根据权利要求1所述的一种多排隔振沟屏障结构，其特征在于，所述直角梯形为左侧直角梯形或右侧直角梯形。

6.一种隔振效果的评价方法，其特征在于，所述方法通过点的振幅衰减系数AR和沟后影响区的平均振幅衰减系数Ar来评价，公式如下：

式中,A₁为设置隔振措施后某一时刻测点处的地表位移幅值，A₀为无隔振措施时同一时刻、同一位置相应的响应幅值；x为隔振沟所取测点到隔振沟的距离。

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