CN111945793A - 一种新型的基于非均匀层和波阻板隔振屏障的构建方法 - Google Patents

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周凤玺
施力维
包延红
李亚楠
孙翔龙
代江林
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    • E02D31/00—Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution
    • E02D31/08—Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution against transmission of vibrations or movements in the foundation soil

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Abstract

本发明公开了一种新型的基于非均匀层和波阻板隔振屏障的构建方法，包括如下步骤：S1在拟保护的结构物和各种环境振动引起的振源之间埋置非均匀层和波阻板形成隔振屏障；S2根据屏障材料的波阻抗与地基土波阻抗的比值选择非均匀层和波阻板中的每层材料，波阻板和地基土介质的波阻抗差异越大，则隔振效果越理想；S21选择第一层为相对地基土波阻抗比在103级别的钢筋混凝土板，第二层为相对地基土波阻抗比在10‑3级别的泡沫塑料板。本发明可以根据所在区域地基土介质的参数，优化设计调节弹性波在地基土介质和不同波阻板界面处透反射系数的大小，使波阻板设计更具有操作性和可控性。

Description

一种新型的基于非均匀层和波阻板隔振屏障的构建方法
技术领域
本发明涉及岩土工程防灾减灾技术领域，尤其涉及一种新型的基于非均匀层和波阻板隔振屏障的构建方法。
背景技术
随着城镇化建设和现代工业的迅速发展，各种人工振动引起的环境污染问题日益频繁，例如动力机器基础、交通荷载(地下交通、高铁、轻轨等)以及建筑施工过程(爆破、打桩、强夯等)，对临近的建筑物及地下管线、精密仪器和设备以及人们的生活环境和工作环境具有不可忽视的影响，环境振动问题已经引起人们的普遍关注，被列入国际上公认的七大环境公害。地基振动污染的实质是振动通过地基土介质向四周传播。目前，国际上对地基的振动控制通常包括两个方面：一是控制振源；二是控制振动的传播途径。在既有振源与保护区之间设立屏障来切断弹性波的传播路径，衰减振动能量，降低振动幅度，是目前国际上普遍采用的隔振措施。通常根据隔振屏障的形式将屏障分为连续屏障(如空沟、填充沟、波阻板等)和非连续屏障(孔列、桩列和板桩等)。
关于屏障隔振的研究，无论在理论上还是在试验上都存在一些不足之处，但屏障隔振的原理是建立在波的反射、散射和衍射基础上的，其实质是振动波被存在于介质中的波障所反射、散射和衍射。目前，我国的《隔振设计规范》也将波阻板隔振列入规范，但相关内容在规范中所列较少。波阻板与隔振沟、隔振器、排桩等隔振体系相比，其造价更低，作为一种有效的振动污染治理措施，波阻板隔振体系正逐渐在工程实际中应用。但其仅限于弹性地基中的单相固体均质波阻板，尚未对不同材料特性的非均匀层和波阻板隔振体系进行过详细分析。因此，为了使波阻板设计更具有操作性和可控性，利用弹性波在非均匀层和材料中的弥散特性以及弹性波在非均匀层和波阻板中的多重透反射作用，我们提出一种新型的基于非均匀层和波阻板的隔振屏障，从而可以优化设计调节弹性波在地基土介质和不同波阻板界面处透反射系数的大小，从而引起波的大幅衰减，更有效的达到减振隔振的目的。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种新型的基于非均匀层和波阻板隔振屏障的构建方法。
本发明提出的一种新型的基于非均匀层和波阻板隔振屏障的构建方法，包括如下步骤：
S1在拟保护的结构物和各种环境振动引起的振源之间埋置非均匀层和波阻板形成隔振屏障；
S2根据屏障材料的波阻抗与地基土波阻抗的比值选择非均匀层和波阻板中的每层材料，波阻板和地基土介质的波阻抗差异越大，则隔振效果越理想；
S21选择第一层为相对地基土波阻抗比在103级别的钢筋混凝土板，第二层为相对地基土波阻抗比在10-3级别的泡沫塑料板；
S3为保证非均匀层和波阻板取得稳定的隔振效果，根据各种环境振动荷载的频率、振幅以及移动速度等特点，设计波阻板的埋置深度和尺寸为：非均匀层和波阻板距地表的距离，即埋深为0—0.5m，且埋深越浅越好。
优选的，所述非均匀层和波阻板一般由两层不同材料的波阻板层和而成。
优选的，所述钢筋混凝土板优选选用强度等级为C15-C30的混凝土。泡沫塑料板优选选用密度为30kg/m3的聚乙烯泡沫板，具有隔振隔音的特点。
优选的，所述非均匀层和波阻板厚度为2—4m，其中钢筋混凝土板厚度为1—2m，聚乙烯泡沫板厚度为1—2m；波阻板深度根据场地情况为4-6m。
本发明中，所述一种新型的基于非均匀层和波阻板隔振屏障的构建方法,其利用弹性波在非均匀层和材料中的弥散特性和多重透反射作用，引起弹性波的大幅衰减，更有效的达到减振隔振的目的,并基于波阻板材料和地基土介质的波阻抗差异越大则隔振效果越理想的原理，相较其他类型的隔振屏障，本发明可以根据所在区域地基土介质的参数，优化设计调节弹性波在地基土介质和不同波阻板界面处透反射系数的大小，使波阻板设计更具有操作性和可控性。
附图说明
图1为本发明提出的一种新型的基于非均匀层和波阻板隔振屏障的构建方法的结构示意图；
图2为本发明提出的一种新型的基于非均匀层和波阻板隔振屏障的构建方法的图1剖面结构示意图。
图中：b1—钢筋混凝土板的厚度；b2—泡沫塑料板的厚度；H—非均匀层和波阻板距地面的距离，即埋深；D—非均匀层和波阻板的深度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-2，一种新型的基于非均匀层和波阻板隔振屏障的构建方法，包括如下步骤：
S1在拟保护的结构物和各种环境振动引起的振源之间埋置非均匀层和波阻板形成隔振屏障；
S2根据屏障材料的波阻抗与地基土波阻抗的比值选择非均匀层和波阻板中的每层材料，波阻板和地基土介质的波阻抗差异越大，则隔振效果越理想；
S21选择第一层为相对地基土波阻抗比在103级别的钢筋混凝土板，第二层为相对地基土波阻抗比在10-3级别的泡沫塑料板；
S3为保证非均匀层和波阻板取得稳定的隔振效果，根据各种环境振动荷载的频率、振幅以及移动速度等特点，设计波阻板的埋置深度和尺寸为：非均匀层和波阻板距地表的距离，即埋深为0—0.5m，且埋深越浅越好。
本发明中，所述非均匀层和波阻板一般由两层不同材料的波阻板层和而成。
本发明中，所述钢筋混凝土板优选选用强度等级为C15-C30的混凝土。泡沫塑料板优选选用密度为30kg/m3的聚乙烯泡沫板，具有隔振隔音的特点。
本发明中，所述非均匀层和波阻板厚度为2—4m，其中钢筋混凝土板厚度为1—2m，聚乙烯泡沫板厚度为1—2m；波阻板深度根据场地情况为4-6m。
本发明：在拟保护的结构物和各种环境振动引起的振源之间埋置非均匀层和波阻板形成隔振屏障；根据屏障材料的波阻抗与地基土波阻抗的比值选择非均匀层和波阻板中的每层材料，波阻板和地基土介质的波阻抗差异越大，则隔振效果越理想；选择第一层为相对地基土波阻抗比在103级别的钢筋混凝土板，第二层为相对地基土波阻抗比在10-3级别的泡沫塑料板；为保证非均匀层和波阻板取得稳定的隔振效果，根据各种环境振动荷载的频率、振幅以及移动速度等特点，设计波阻板的埋置深度和尺寸为：非均匀层和波阻板距地表的距离，即埋深为0—0.5m，且埋深越浅越好。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新型的基于非均匀层和波阻板隔振屏障的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1在拟保护的结构物和各种环境振动引起的振源之间埋置非均匀层和波阻板形成隔振屏障；
S2根据屏障材料的波阻抗与地基土波阻抗的比值选择非均匀层和波阻板中的每层材料，波阻板和地基土介质的波阻抗差异越大，则隔振效果越理想；
S21选择第一层为相对地基土波阻抗比在103级别的钢筋混凝土板，第二层为相对地基土波阻抗比在10-3级别的泡沫塑料板；
S3为保证非均匀层和波阻板取得稳定的隔振效果，根据各种环境振动荷载的频率、振幅以及移动速度等特点，设计波阻板的埋置深度和尺寸为：非均匀层和波阻板距地表的距离，即埋深为0—0.5m，且埋深越浅越好。
2.根据权利要求1所述的一种新型的基于非均匀层和波阻板隔振屏障的构建方法，其特征在于，所述非均匀层和波阻板一般由两层不同材料的波阻板层和而成。
3.根据权利要求1所述的一种新型的基于非均匀层和波阻板隔振屏障的构建方法，其特征在于，所述钢筋混凝土板优选选用强度等级为C15-C30的混凝土。泡沫塑料板优选选用密度为30kg/m3的聚乙烯泡沫板，具有隔振隔音的特点。
4.根据权利要求1所述的一种新型的基于非均匀层和波阻板隔振屏障的构建方法，其特征在于，所述非均匀层和波阻板厚度为2—4m，其中钢筋混凝土板厚度为1—2m，聚乙烯泡沫板厚度为1—2m；
波阻板深度根据场地情况为4-6m。
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