CN114961778A - 具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构 - Google Patents

具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构 Download PDF

Info

Publication number
CN114961778A
CN114961778A CN202210624039.5A CN202210624039A CN114961778A CN 114961778 A CN114961778 A CN 114961778A CN 202210624039 A CN202210624039 A CN 202210624039A CN 114961778 A CN114961778 A CN 114961778A
Authority
CN
China
Prior art keywords
damping
polyurethane urea
parts
subway tunnel
polyether
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210624039.5A
Other languages
English (en)
Inventor
黄微波
闫帅
张锐
鞠家辉
肖晓伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Shamu Advanced Material Co ltd
Qingdao University of Technology
Original Assignee
Qingdao Shamu Advanced Material Co ltd
Qingdao University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao Shamu Advanced Material Co ltd, Qingdao University of Technology filed Critical Qingdao Shamu Advanced Material Co ltd
Priority to CN202210624039.5A priority Critical patent/CN114961778A/zh
Publication of CN114961778A publication Critical patent/CN114961778A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/003—Linings or provisions thereon, specially adapted for traffic tunnels, e.g. with built-in cleaning devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/046—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of foam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/06—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of natural rubber or synthetic rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/18—Layered products comprising a layer of metal comprising iron or steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/10—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material
    • B32B3/12—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material characterised by a layer of regularly- arranged cells, e.g. a honeycomb structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/18—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32—Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3225—Polyamines
    • C08G18/3237—Polyamines aromatic
    • C08G18/324—Polyamines aromatic containing only one aromatic ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/38—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/3802—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having halogens
    • C08G18/3814—Polyamines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/38—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/3855—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having sulfur
    • C08G18/3857—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having sulfur having nitrogen in addition to sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/4009—Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
    • C08G18/4081—Mixtures of compounds of group C08G18/64 with other macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4804—Two or more polyethers of different physical or chemical nature
    • C08G18/482—Mixtures of polyethers containing at least one polyether containing nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4829—Polyethers containing at least three hydroxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4833—Polyethers containing oxyethylene units
    • C08G18/4837—Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/50—Polyethers having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/5021—Polyethers having heteroatoms other than oxygen having nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/64—Macromolecular compounds not provided for by groups C08G18/42 - C08G18/63
    • C08G18/6415—Macromolecular compounds not provided for by groups C08G18/42 - C08G18/63 having nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/667—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6681—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/32 or C08G18/3271 and/or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6685—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/32 or C08G18/3271 and/or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3225 or polyamines of C08G18/38
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/38—Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F16F15/08—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with rubber springs ; with springs made of rubber and metal
    • F16F15/085—Use of both rubber and metal springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2266/00—Composition of foam
    • B32B2266/02—Organic
    • B32B2266/0214—Materials belonging to B32B27/00
    • B32B2266/0278—Polyurethane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2266/00—Composition of foam
    • B32B2266/02—Organic
    • B32B2266/0214—Materials belonging to B32B27/00
    • B32B2266/0285—Condensation resins of aldehydes, e.g. with phenols, ureas, melamines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2101/00—Manufacture of cellular products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2110/00—Foam properties
    • C08G2110/0083—Foam properties prepared using water as the sole blowing agent
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T30/00—Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

本发明提供了具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构。所述高阻尼地铁隧道内衬结构以阻尼吸能层为中心的对称层状结构；阻尼吸能层的两侧由内到外均依次排布聚氨酯脲泡沫层、钢板和橡胶垫板。阻尼吸能层由多个颗粒阻尼器组成，每个颗粒阻尼器由蜂窝结构单元和填充在蜂窝结构单元空腔中的橡胶颗粒和SiC颗粒组成。蜂窝结构单元通过聚氨酯脲泡沫层与两侧的钢板垂直相连。所述的地铁隧道内衬结构设置于道床下侧，充分利用仿生蜂窝结构的高效减振性能，同时结合高环境适应性、高阻尼的喷涂聚氨酯脲泡沫材料，实现了多次重复使用后仍具备良好减震性能的技术效果。同时，所述的内衬结构制备方法简单、可快速成型，从而提升了生产效率，节约了成本。

Description

具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构
技术领域
本发明属于建筑领域，涉及轨道交通的减振和降噪，具体地说，涉及一种有利于降低地铁在隧道运行中产生的振动和噪声传导影响的仿生蜂窝结构。
背景技术
当今社会中，各种各样的振动和噪声层出不穷，避无可避。然而，这种环境的长期作用不仅影响人们的身心健康，还导致结构和设备因长期振动而导致疲劳破坏、精密仪器灵敏度下降。因此，控制振动、降低噪声已经成为迫切需要解决的课题。随着我国经济社会的发展，地铁作为城市轨道交通的重要组成部分，在人们的工作生活中扮演了越来越重要的角色。地铁运行过程中带来的振动危害，不但会极大地影响隧道混凝土的寿命、降低隧道结构的整体安全性，而且对地铁沿线的居民或精密仪器的使用带来干扰。所以为了提高乘坐舒适度以及提高轨道及车辆的使用寿命，在轨道的减振降噪方面有越来越多的新技术出现。
目前，地铁中应用的减振降噪措施以道床减振为主，如浮置板道床减振和橡胶垫道床减振等。然而，这些技术具有以下缺陷：(1)损耗因子只有0.05～0.2左右，减振效果不明显；(2)使用寿命短；由于这些装置采用了弹簧和橡胶等材料，体积相对喷涂型阻尼材料来说较大，往往使用几年后，就会因为列车的不断冲击和材料的老化，使得减振效果明显下降；(3)也是最重要的一点：这些技术会造成道床结构的滑移和波浪形磨耗，这种现象会反过来增大结构的振动，对乘客和周边建筑的居民造成更大的影响，从而导致地铁部门不断接到群众投诉；严重的情况下常常会迫使相关单位大面积拆除钢轨道床，给工程造成难以估量的损失。为了解决上述问题，发明专利ZL201710033120.5公开了“用于地铁减振降噪的锯齿界面约束阻尼道床及其制备方法”。该专利所述的锯齿界面约束阻尼道床包括混凝土基层、约束层以及位于二者之间的中间层。所述中间层为由依次排布的阻尼材料层I、硬夹层和阻尼材料层II的组成的多层约束阻尼层。通过将道床约束界面设计成锯齿状，不但解决了道床相对滑移的隐患，而且增大结构的比表面积——剪切面积，更加充分发挥阻尼材料的非线性特点，利用阻尼材料的剪切耗能，损耗因子提高了0.2～0.4，减振效果也明显提高。
然而，当隧道结构在遭受不可预见的振动或冲击作用时，现有措施往往不能提供良好的防护效果，而且存在维护周期短、成本高、结构复杂和增加施工难度的问题。此外，长期的疲劳振动仍然对振动结构的耐久性存在较大的影响。发明专利申请201910695929.3公开了“一种适用于地铁隧道减振的橡胶-弹簧耦合结构”。该申请将所述的橡胶-弹簧耦合结构设置在地铁隧道混凝土结构与混凝土结构外部土体之间，基于橡胶本身结构的吸振性能及内置弹簧构建的二级能量耗散系统，使得隧道内部的振动、钢轨的磨耗得到显著改善。但问题在于：(1)内置的弹簧使得振动产生点冲击，使防护效果大打折扣；(2)所述的耦合结构在轨道下侧防护效果显著，但若用于隧道内衬则成本巨大，且大量弹簧的使用使得后期维护困难；(3)弹簧属于柔性材料，导致隧道结构的竖向刚度减小，同时造成钢轨的磨损。
综上可知，地铁隧道的减振降噪仍然是一个亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术中地铁隧道减振降噪中所存在的问题，本发明提供了具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构。所述的地铁隧道内衬结构设置于道床下侧，通过在蜂窝结构内部填充SiC和阻尼颗粒，充分利用仿生蜂窝结构的高效减振性能，同时结合高环境适应性、高阻尼的喷涂聚氨酯脲泡沫材料，实现了多次重复使用后仍具备良好减震性能的技术效果。同时，所述的内衬结构制备方法简单、可快速成型，从而提升了生产效率，节约了成本。本发明的技术方案：
具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构，以阻尼吸能层(4)为中心的对称层状结构；所述阻尼吸能层(4)的两侧由内到外均依次排布聚氨酯脲泡沫层(3)、钢板(2)和橡胶垫板(1)。所述的阻尼吸能层(4)由多个颗粒阻尼器(5)组成，每个所述的颗粒阻尼器(5)由蜂窝结构单元和填充在蜂窝结构单元空腔中的橡胶颗粒和SiC颗粒组成。所述蜂窝结构单元通过聚氨酯脲泡沫层(3)与两侧的钢板(2)垂直相连；所述橡胶颗粒和SiC颗粒在蜂窝结构单元空腔中的填充率为80-90％。橡胶颗粒和SiC会依托于材料本身吸能的特性，以及填料之间和填料与蜂窝之间的摩擦消耗掉振动的能量，从而达到减振的效果。因此，填充材料后形成的阻尼吸能层作为减振复合结构，可使结构振动加速度大幅下降，同时提高结构的损耗因子，从而增加整体结构的弹性。
其中，所述蜂窝结构单元为六边形，所述六边形的边长为8-15mm；所述蜂窝结构单元的材质为铝合金，所述铝合金的厚度为0.1-0.16mm；所述蜂窝结构单元的高度为15～25mm。所述橡胶颗粒的粒径为2-3mm，所述SiC颗粒的粒径为0.2-0.3mm，所述橡胶颗粒和SiC的重量比为2.5:1-3.5:1。由于所述阻尼吸能层采用空腔结构，与其他吸能结构相比质量更轻，用材更少，且仿生蜂窝独有的六角等边结构具有较强的抗压、抗弯性能，在承载列车荷载时，能够保证整体架构的稳定性，延长了使用寿命。
所述的橡胶垫板(1)采用厚度为10-12mm的丁苯橡胶。丁苯橡胶含有刚性苯环结构，耐老化、耐磨性能优异，材料成本低，且安装方便。研究发现，实施压力达80吨以上时，厚度为10-12mm的丁苯橡胶稳定无变形，能够有效缓冲地铁通过轨道时所产生的高速振动和冲击。而材料厚度小于10mm时，阻尼减振效果不理想，材料厚度大于12mm则结构刚性不足。
所述的钢板(2)采用厚度为8mm的冷轧钢板。8mm厚度的冷轧钢板整体强度和硬度极高，韧塑性较低，变形小，为内衬结构整体提供了承载力支撑，提高了内衬结构的刚度。所述钢板可将振动冲击平均分散在下层受荷面上，使应力重新均匀分布，减小了结构的减振压力，促进振动冲击的水平分散作用，从减振效果和使用时间上保证了结构的整体稳定性。
所述的聚氨酯脲泡沫层(3)厚度为4-6mm，具备高环境适应性和高阻尼性能，由A组份和B组份按体积比1:1反应得到。通过A组分和B组份各成分的配比，能够将凝胶时间控制在10s-500s之间，将制备及使用温度由现有技术的15℃-40℃扩大到5℃-70℃，不同温度下材料的尺寸、厚度、密度变化率由大于50％提升到小于10％；适用湿度范围从现有材料最大湿度70％提升到90％，且尺寸、厚度、密度变化率小于现有材料的25％，发泡密度和厚度更均匀，力学性能也远高于现有材料。此外，所述聚氨酯脲泡沫的损耗因子在大部分温域下保持在0.2以上，玻璃态转变区的损耗因子最大可达到0.46，能高效吸收外界能量转化成内能，从而使材料具有较高的吸能效果。
所述A组份按重量份数计，由以下组分组成：10-20重量份的聚醚多元醇I，15-45重量份的聚醚多元醇II，10-35重量份的聚醚多元胺，2-20重量份的胺类扩链剂I和2-20重量份的胺类扩链剂II，5份改性云母，3-15重量份的羟基扩链剂，0.1-1重量份的催化剂，0.1-5重量份的发泡剂。通过引入含有高活性氨基的聚醚多元胺和胺类扩链剂，极大减少了凝胶和发泡过程中空气中水汽中的-OH的参与反应程度，大幅度降低了温度和湿度对反应的影响；同时，在发泡过程中形成空间位阻结构，使得整个发泡过程人为可的，避免在发泡时因速度过快造成发泡空洞从而降低产品质量，保证了泡沫的密度和均匀性。通过调整材料配方和添加改性云母极大的提高材料阻尼性能。
所述聚醚多元醇I为分子量在2000-5000、且伯羟基含量不低于80％的高活性聚醚多元醇。优选的是，所述的聚醚多元醇I是聚氧化丙烯三醇、氧化丙烯-氧化乙烯共聚聚醚三醇中的一种或两种。所述聚醚多元醇II为分子量在1000-3000的聚醚多元醇。优选的是，所述的聚醚多元醇II是聚氧化丙烯二醇、氧化丙烯-氧化乙烯共聚聚醚二醇中的一种或两种。
所述的聚醚多元胺是平均官能度为2.2-2.5、分子量2000或3000且仲胺含量大于40％的聚醚多元胺。优选的是，所述的聚醚多元胺为聚氧化丙烯二胺、氧化乙烯-氧化丙烯共聚聚醚二胺、聚氧化丙烯三胺和氧化乙烯-氧化丙烯共聚聚醚三胺中的两种或三种。所述聚醚多元胺含有高活性的氨基，能够极大地减少环境水汽中的羟基参与凝胶和发泡反应，保证了泡沫尺寸稳定、发泡密度精确，从而大大降低了反应了对环境湿度的敏感性。同时，适量的仲胺含量降低了凝胶速度(可延长30min以上)，从而避免了凝胶反应中暗泡的产生，增加流平性，使泡沫密度更加均匀。此外，聚醚多元胺的两个氨基与异氰酸酯形成脲键，脲键的键能远大于氨基甲酸酯键，能够极大的提升材料的拉伸强度和伸长率。
所述的胺类扩链剂I为3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷、二甲硫基甲苯二胺和N,N’-二烷基甲基二胺中的两种或三种。与聚醚多元胺相比，胺类扩链剂I的反应活性极高，添加量10％以上时能将凝胶时间缩短到30s以内，通过调整聚醚多元胺和胺类扩链剂I的配比，可根据实际需求调整反应速度。此外，胺类扩链剂I对温度变化不敏感，在0℃-70℃范围内凝胶时间相差不超过5s。其中，3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷结构规整、对称性好，有利于形成较多的氢键、增加物理交联程度，提高拉伸强度和伸长率；与一般的扩链剂相比，两个氯原子的空间位阻效应降低其反应活性，更有利于调整反应速度。二甲硫基甲苯二胺的分子量小，可以形成更多的硬段结构，提升材料的拉伸强度；与3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷相同，而苯环上硫基的空间位阻效应降低反应活性，有利于调整反应速度。N,N’-二烷基甲基二胺为仲胺，与一般的扩链剂相比，反应活性较低，且不受环境湿度的影响，适量的添加量能够使材料获得良好的流平性，使发泡密度和厚度更均匀，两侧的烷基相当于内增塑剂，能调节硬度，且并不会发生分子迁移。
所述的胺类扩链剂II为聚天冬氨酸脂。优选的是，所述的胺类扩链剂II为二烷基马来酸酯与脂肪族二胺聚合得到的聚天冬氨酸脂；所述脂肪族二胺的分子量为200-400。聚天冬氨酸脂的空间冠状位阻结构极大降低了其反应速度，减少环境中湿度对发泡体系的影响，能够有效控制凝胶和发泡反应的时间，保证泡沫的尺寸稳定性、泡沫密度和厚度；且脂肪族二胺的结构，能够极大地提升材料的耐候性。
所述的改性云母为硅烷偶联剂改性的湿法金云母；所述的硅烷偶联剂为含有氨基基团的硅烷偶联剂，湿法金云母的细度为1000目。含有氨基的硅烷偶联剂一端能够和B组分中的异氰酸酯反应，另外一端与云母反应，形成聚氨酯脲泡沫-硅烷偶联剂-改性云母的结合层，提高云母与泡沫材料的结合力，增加泡沫材料的阻尼性能和强度。具体改性步骤为：在常温下，分别将40重量份的无水乙醇和40重量份的超纯水加入三口烧瓶中，搅拌5min后加入40重量份的1000亩湿法金云母，继续搅拌10min后加入1重量份的氨水，继续搅拌10min后，加入40重量份的含有氨基基团的硅烷偶联剂，继续搅拌10h后，过滤分离出粉体，在加入100重量份的无水乙醇清洗，继续过滤分离出粉体，120°加热烘干即可得到改性云母。
所述的羟基扩链剂的羟值范围为500-650mg KOH/g，以甘油、三羟甲基丙烷或季戊四醇为起始剂。所述的催化剂为N,N-二甲基环己胺、三乙胺、二乙胺、二月桂酸二丁基锡、异辛铅和有机铋中的两种或多种；所述的发泡剂为水，也不使用有机溶剂，制备过程绿色环保。
所述B组分为NCO含量在12％-20％的异氰酸酯预聚物混合物；所述混合物由多苯基多异氰酸酯和NCO含量为12％-20％的改性异氰酸酯预聚物组成，所述的改性异氰酸酯预聚物由二苯基甲烷二异氰酸酯与聚醚多元醇II反应得到。其中，二苯基甲烷二异氰酸酯优选4,4’-二苯基甲烷二异氰酸，由其制得的预聚体反应活性大，对温度变化不敏感，且其对称性好，分子更加规整更容易结晶，有利于形成更多的氢键，提升材料的拉伸强度和断裂伸长率。多苯基多异氰酸酯的官能度大于2，增加体系交联程度，能够提升泡沫拉伸强度。
所述具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构的施工工艺，包括以下步骤：
(1)铺设橡胶垫板。橡胶垫板可增强所述内衬结构的减振效果，削弱振动的传导。
(2)铺设钢板：首先对钢板进行除锈和防锈处理，具体为：对钢板表面进行脱脂处理，水洗、烘干后进行抛丸处理，除去表面的氧化层，同时提高钢板的硬度；检查钢板表面的粗糙度满足要求后，即可喷涂防锈剂。然后采用粘合剂将钢板与橡胶垫板粘合，所述的粘合剂为橡胶热硫化粘合剂。除锈和防锈处理后的钢板，能确保其与橡胶垫板的粘接效果。
(3)喷涂聚氨酯脲泡沫层：将制备好的A组分和B组分按照体积比1:1，均匀喷涂于钢板表面，反应固化，得到具备防护作用的聚氨酯脲泡沫层。其中，所述反应固化的温度条件为5℃-70℃，湿度条件为不大于90％。
所述的A组份的制备方法具体为：将聚醚多元醇I、聚醚多元醇II、羟基扩链剂、聚醚多元胺、胺类扩链剂I、胺类扩链剂II、催化剂和发泡剂按比例投入搅拌釜中，搅拌均匀，即得到A组分。所述B组份的制备方法具体为：将二苯基甲烷二异氰酸酯单体加入反应釜中，升温到60℃-65℃，保持10-15min；在氮气保护下加入聚醚多元醇II，升温至80℃-85℃反应2h-2.5h，得到改性异氰酸酯预聚物；然后加入适量多苯基多异氰酸酯，混合均匀后，冷却降温得到B组分。
(4)架设阻尼吸能层：在步骤(3)喷涂的聚氨酯脲泡沫未固定成型时，架设蜂窝结构单元并使其穿过喷涂聚氨酯脲泡沫，与钢板垂直相连；由于喷涂的聚氨酯脲泡沫同时也是性能牢固的粘合剂，因此能够将蜂窝结构单元与钢板紧密的粘接。然后向蜂窝结构单元的空腔中依次填充橡胶颗粒和SiC，得到由多个颗粒阻尼器组成的阻尼吸能层。(5)喷涂聚氨酯脲泡沫层：向钢板上喷涂形成聚氨酯脲泡沫层，方法同步骤(3)。在喷涂的聚氨酯脲泡沫未固定成型时，将钢板覆盖在阻尼吸能层上，然后覆盖橡胶垫板，并将钢板和橡胶垫板采用粘合剂粘合；最终得到具备对称结构的高阻尼地铁隧道内衬结构。
减振原理：当地铁高速运行时，会产生极大的振动，振动能量经过轨枕至无砟轨道板继续向下传导，会破坏隧道整体结构、干扰地铁沿线居民。本发明所述的内衬结构设置在无砟轨道板和隧道结构之间；当振动能量传导至本结构时，首先经过橡胶垫板减弱，而后剩余能量向下传递至钢板层，钢板作为传播介质会将剩余的沿轨道线分布的振动重新均匀分布并传播，传递出来的能量在垂直方向上更加均匀。喷涂聚氨酯脲泡沫层无需使用模具、施工效率高，成本低，在整个频率范围内具有良好的阻尼效果。经过钢板重分布后的振动能量经过高环境适应性高阻尼可喷涂聚氨酯脲泡沫的衰减，并带动颗粒阻尼器内部的橡胶颗粒和SiC产生位移，将振动的能量转换为热能。地铁运行过程中产生的振动能量经过本发明结构后被极大地减弱，有效的保护隧道整体结构、减少对地铁沿线居民的干扰。
本发明的有益效果：
(1)本发明所述的内衬结构为橡胶垫板层、钢板层、喷涂聚氨酯脲泡沫层和蜂窝阻尼吸能层组成的复合减振降噪结构，不但承载力高，而且通过结构设计使得减振过程中应力重新均匀分布，减小了结构的减振压力。
(2)本发明所述的内衬结构通过把聚氨酯脲泡沫材料的高性能高环境适应性与蜂窝结构高效的减振性能相结合，使得本结构不仅在使用初期具有极好的减振效果，并且在长期重复多次使用后仍具备良好的减振效果，降低了维护成本，具有重要的实际应用价值。
(3)本发明所述的内衬结构中，采用的聚氨酯脲泡沫层，在生产和使用过程中无需模具，能够快速成型；橡胶垫板排异性低，可替代性强；阻尼颗粒和SiC的造价低，施工流程简洁，从而显著降低了生产、使用和维护过程的成本。
(4)本发明所述的内衬结构中的橡胶垫板和聚氨酯脲泡沫具有高强的弹性性能，钢板硬度和强度高，在受到振动冲击时，能迅速的恢复至减振前的形状和状态，重复利用率高，疲劳寿命长。
附图说明
附图1为本申请所述的高阻尼地铁隧道内衬结构的结构示意图；其中图a是内衬结构的垂直剖面示意图图b是阻尼吸能层的水平剖面示意图。
附图2为本申请所述结构中的聚氨酯脲泡沫的储能模量随温度变化的情况。
附图3为本申请所述结构中聚氨酯脲泡沫的损耗模量随温度变化的情况。附图4为本申请所述结构中聚氨酯脲泡沫在不同频率下损耗因子随温度变化曲线。
附图5本申请所述高阻尼地铁隧道内衬结构在单位力作用下的振动波形。
附图6为本申请所述高阻尼地铁隧道内衬结构的单位力下振动加速度响应曲线。
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：
具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构，根据隧道减振用橡胶垫板设置要求，所述橡胶垫板1的厚度取10mm，所述钢板2的厚度取8mm，所述高环境适应性高阻尼可喷涂聚氨酯脲泡沫3在钢板上喷涂厚度为4mm，结构所述架设的正六边形的仿生蜂窝阻尼吸能层4选用3003铝合金蜂窝构成，蜂窝结构边长8mm，厚度取0.16mm，高度为15mm，在蜂窝的中空部分填充粒径2mm的橡胶颗粒和0.2mm的SiC形成颗粒阻尼器5，所述橡胶颗粒和SiC的重量比为2.5:1，所述橡胶颗粒和SiC颗粒在蜂窝结构单元空腔中的填充率为80％。
如前所述的具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构的制备方法，包括以下步骤：
(1)所述橡胶垫板1与钢板2进行粘接，在两者粘接前为保证粘接效果首先清理钢板表面的油污，且在使用钢板前采用抛丸处理方法进行除锈和防锈，首先将脱脂剂喷涂至钢板表面进行脱脂处理，而后水洗、烘干，并进行抛丸处理，除去表面的氧化层，检查钢板表面粗糙度满足要求后即可喷涂防锈剂。随后采用橡胶热硫化粘合剂将橡胶垫板和钢板进行粘合。
(2)在所述钢板2上均匀喷涂高环境适应性高阻尼可喷涂聚氨酯脲泡沫3，高环境适应性高阻尼可喷涂聚氨酯脲泡沫3由制备好的A组分和B组分用常规聚氨酯泡沫喷涂机，按照体积比1:1喷涂于样品表面，固化后，即可得到目标样品。
A组分的制备方法：将10重量份聚氧化丙烯三醇，3重量份氧化丙烯-氧化乙烯共聚聚醚三醇，28重量份氧化丙烯-氧化乙烯共聚聚醚二醇，9重量份聚氧化丙烯二醇，5重量份氧化乙烯-氧化丙烯共聚聚醚二胺，5重量聚氧化乙烯二胺，2重量份氧化乙烯-氧化丙烯共聚聚醚三胺，10重量份3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷，5重量份N，N’-二烷基甲基二胺，5重量份二甲硫基甲苯二胺，2重量份聚天冬氨酸脂，5重量份的改性云母，8重量份羟基扩链剂，0.5重量份二月桂酸二丁基锡，0.4重量份三乙胺，0.1重量份N,N-二甲基环己胺，2重量份水按比例加入搅拌釜内，搅拌均匀后得到A组分。
B组分的制备方法：将50重量份二苯基甲烷二异氰酸酯单体加入反应釜中，升温到60℃，保持10min；在氮气保护下加入50重量份聚氧化丙烯二醇，升温至80℃反应2h，得到改性异氰酸酯预聚物；然后加入10重量份多苯基多异氰酸酯，混合均匀后，冷却降温得到B组分；
(3)在高环境适应性高阻尼可喷涂聚氨酯脲泡沫3未固定成型时，架设正六边形的仿生蜂窝阻尼吸能层4，仿生蜂窝阻尼吸能层穿过高环境适应性高阻尼可喷涂聚氨酯脲泡沫垂直立在钢板上，聚氨酯脲泡沫也是良好的胶粘剂，因此聚氨酯脲泡沫将蜂窝阻尼吸能层和钢板粘接，此后在蜂窝的中空部分填充橡胶颗粒和SiC形成颗粒阻尼器5，之后再将上述聚氨酯脲泡沫3、钢板2和橡胶垫板1依次覆盖上层。
聚氨酯脲泡沫3的原料来源：聚醚多元醇I选用分子量2000的伯羟基含量大于90％的聚氧化丙烯三醇和分子量2000，伯羟基含量大于90％的氧化丙烯-氧化乙烯共聚聚醚三醇；聚醚多元醇II选用分子量1000的氧化丙烯-氧化乙烯共聚聚醚二醇和分子量1000的聚氧化丙烯二醇；聚醚多元胺选用分子量2000的仲胺氨基含量超过60％氧化乙烯-氧化丙烯共聚聚醚二胺，分子量2000的仲胺氨基含量超过60％聚氧化乙烯二胺，分子量3000的伯氨基含量超过90％的氧化乙烯-氧化丙烯共聚聚醚三胺；胺类扩链剂I选用3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷、N，N’-二烷基甲基二胺和二甲硫基甲苯二胺；胺类扩链剂II选用分子量200脂肪族二胺与二烷基马来酸酯聚合而成的聚天冬氨酸脂；改性云母选用含有氨基基团硅烷偶联剂改性的1000目湿法金云母羟基扩链剂选用甘油做起始剂，羟值500mg KOH/g；催化剂选用二月桂酸二丁基锡、三乙胺和N,N-二甲基环己胺；发泡剂选用水；上述材料皆可通过商业途径购买。
实施例2：
具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构，根据隧道减振用橡胶垫板设置要求，所述橡胶垫板1的厚度取11mm，所述钢板2的厚度取8mm，所述高环境适应性高阻尼可喷涂聚氨酯脲泡沫3在钢板上喷涂厚度为5mm，结构所述架设的正六边形的仿生蜂窝阻尼吸能层4选用3003铝合金蜂窝构成，蜂窝结构边长12mm，厚度取0.1mm，高度为25mm，在蜂窝的中空部分填充粒径2mm的橡胶颗粒和0.3mm的SiC形成颗粒阻尼器5，所述橡胶颗粒和SiC的重量比为2.5:1，所述橡胶颗粒和SiC颗粒在蜂窝结构单元空腔中的填充率为85％。
如前所述的具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构，的制备方法，包括以下步骤：
(1)实施步骤同实施例1中步骤(1)；
(2)在所述钢板2上均匀喷涂高环境适应性高阻尼可喷涂聚氨酯脲泡沫3，高环境适应性高阻尼可喷涂聚氨酯脲泡沫3由制备好的A组分和B组分用常规聚氨酯泡沫喷涂机，按照体积比1:1喷涂于样品表面，固化后，即可得到目标样品。
A组分的制备方法：将8重量份聚氧化丙烯三醇，2重量份氧化丙烯-氧化乙烯共聚聚醚三醇，27重量份聚氧化丙烯二醇，25重量份氧化乙烯-氧化丙烯共聚聚醚二胺，10重量份聚氧化丙烯三胺，5重量份3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷，5重量份二甲硫基甲苯二胺，5重量份聚天冬氨酸脂，5重量份的改性云母，3重量份羟基扩链剂，0.25重量份二月桂酸二丁基锡，0.35重量份三乙胺，0.1重量份异辛铅，4.3重量份水按比例加入搅拌釜内，搅拌均匀后得到A组分。
B组分的制备方法：将47重量份二苯基甲烷二异氰酸酯单体加入反应釜中，升温到62℃，保持12min；在氮气保护下加入55重量份氧化丙烯-氧化乙烯共聚聚醚二醇，升温至81℃反应2.2h，得到改性异氰酸酯预聚物；然后加入8重量份多苯基多异氰酸酯，混合均匀后，冷却降温得到B组分。
(3)实施步骤同实施例1中步骤(3)。
聚氨酯脲泡沫3的原料来源：聚醚多元醇I选用分子量2000的伯羟基含量大于90％的聚氧化丙烯三醇和分子量3000的伯羟基含量大于90％的氧化丙烯-氧化乙烯共聚聚醚三醇；聚醚多元醇II选用分子量1000的聚氧化丙烯二醇；聚醚多元胺选用分子量2000的仲胺氨基含量超过60％氧化乙烯-氧化丙烯共聚聚醚二胺，分子量3000的伯氨基含量超过90％的聚氧化丙烯三胺；胺类扩链剂I选用3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷和二甲硫基甲苯二胺；胺类扩链剂II选用分子量300脂肪族二胺与二烷基马来酸酯聚合而成的聚天冬氨酸脂；改性云母选用含有氨基基团硅烷偶联剂改性的1000目湿法金云母羟基扩链剂选用三羟甲基丙烷做起始剂，羟值560mg KOH/g；催化剂选用二月桂酸二丁基锡、三乙胺和异辛铅；发泡剂选用水；上述材料皆可通过商业途径购买。
实施例3：
具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构，根据隧道减振用橡胶垫板设置要求，所述橡胶垫板1的厚度取10mm，所述钢板2的厚度取8mm，所述高环境适应性高阻尼可喷涂聚氨酯脲泡沫3在钢板上喷涂厚度为6mm，结构所述架设的正六边形的仿生蜂窝阻尼吸能层4选用3003铝合金蜂窝构成，蜂窝结构边长15mm，厚度取0.16mm，高度为25mm，在蜂窝的中空部分填充粒径为3mm的橡胶颗粒和0.2mm的SiC形成颗粒阻尼器5，所述橡胶颗粒和SiC的重量比为3:1，所述橡胶颗粒和SiC颗粒在蜂窝结构单元空腔中的填充率为90％。
如前所述的具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构，的制备方法，包括以下步骤：
(1)实施步骤同实施例1中步骤(1)；
(2)在所述钢板2上均匀喷涂高环境适应性高阻尼可喷涂聚氨酯脲泡沫3，高环境适应性高阻尼可喷涂聚氨酯脲泡沫3由制备好的A组分和B组分用常规聚氨酯泡沫喷涂机，按照体积比1:1喷涂于样品表面，固化后，即可得到目标样品。
A组分的制备方法：将12重量份聚氧化丙烯三醇，22重量份氧化丙烯-氧化乙烯共聚聚醚二醇，15重量份氧化乙烯-氧化丙烯共聚聚醚二胺，2重量份聚氧化丙烯三胺，4重量份3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷，3重量份N，N’-二烷基甲基二胺，20重量份聚天冬氨酸脂，5重量份的改性云母，15重量份羟基扩链剂，0.1重量份二月桂酸二丁基锡，0.4重量份二乙胺，0.5重量份水按比例加入搅拌釜内，搅拌均匀后得到A组分。
B组分的制备方法：将46重量份二苯基甲烷二异氰酸酯单体加入反应釜中，升温到65℃，保持10min；在氮气保护下加入56重量份氧化丙烯-氧化乙烯共聚聚醚二醇，升温至82℃反应2.3h，得到改性异氰酸酯预聚物；然后加入8重量份多苯基多异氰酸酯，混合均匀后，冷却降温得到B组分。
(3)实施步骤同实施例1中步骤(3)。
聚氨酯脲泡沫3的原料来源：聚醚多元醇I选用分子量3000的伯羟基含量大于90％的聚氧化丙烯三醇和聚醚多元醇II选用分子量2000的氧化丙烯-氧化乙烯共聚聚醚二醇；聚醚多元胺选用分子量2000的仲胺氨基含量超过60％氧化乙烯-氧化丙烯共聚聚醚二胺，分子量2000的伯氨基含量超过90％的聚氧化丙烯三胺；胺类扩链剂I选用3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷和N，N’-二烷基甲基二胺；胺类扩链剂II选用分子量400脂肪族二胺与二烷基马来酸酯聚合而成的聚天冬氨酸脂；改性云母选用含有氨基基团硅烷偶联剂改性的1000目湿法金云母羟基扩链剂选用三羟甲基丙烷做起始剂，羟值560mg KOH/g；催化剂选用二月桂酸二丁基锡和二乙胺；发泡剂选用水；上述材料皆可通过商业途径购买。
实施例4：
具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构，根据隧道减振用橡胶垫板设置要求，所述橡胶垫板1的厚度取12mm，所述钢板2的厚度取8mm，所述高环境适应性高阻尼可喷涂聚氨酯脲泡沫3在钢板上喷涂厚度为4mm，结构所述架设的正六边形的仿生蜂窝阻尼吸能层4选用3003铝合金蜂窝构成，蜂窝结构边长8mm，厚度取0.1mm，高度为20mm，在蜂窝的中空部分填充粒径为3mm的橡胶颗粒和0.3mm的SiC形成颗粒阻尼器5，所述橡胶颗粒和SiC的重量比为3.5:1，所述橡胶颗粒和SiC颗粒在蜂窝结构单元空腔中的填充率为85％。
如前所述的具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构，的制备方法，包括以下步骤：
(1)实施步骤同实施例1中步骤(1)；
(2)在所述钢板2上均匀喷涂高环境适应性高阻尼可喷涂聚氨酯脲泡沫3，高环境适应性高阻尼可喷涂聚氨酯脲泡沫3由制备好的A组分和B组分用常规聚氨酯泡沫喷涂机，按照体积比1:1喷涂于样品表面，固化后，即可得到目标样品。
A组分的制备方法：将20重量份聚氧化丙烯三醇，15重量份氧化丙烯-氧化乙烯共聚聚醚二醇，19重量份氧化乙烯-氧化丙烯共聚聚醚二胺，5重量份氧化乙烯-氧化丙烯共聚聚醚三胺，,2重量份3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷，2重量份N，N’-二烷基甲基二胺，13重量份聚天冬氨酸脂，5重量份的改性云母，13.8重量份羟基扩链剂，0.05重量份有机铋，0.15重量份二乙胺，5重量份水按比例加入搅拌釜内，搅拌均匀后得到A组分。
B组分的制备方法：将45重量份二苯基甲烷二异氰酸酯单体加入反应釜中，升温到65℃，保持13min；在氮气保护下加入60重量份氧化丙烯-氧化乙烯共聚聚醚二醇，升温至82℃反应2.5h，得到改性异氰酸酯预聚物；然后加入5重量份多苯基多异氰酸酯，混合均匀后，冷却降温得到B组分。
(3)实施步骤同实施例1中步骤(3)。
聚氨酯脲泡沫3的原料来源：聚醚多元醇I选用分子量4000的伯羟基含量大于90％的聚氧化丙烯三醇；聚醚多元醇II选用分子量3000的氧化丙烯-氧化乙烯共聚聚醚二醇；聚醚多元胺选用分子量3000的仲胺氨基含量超过60％氧化乙烯-氧化丙烯共聚聚醚二胺，分子量3000的伯氨基含量超过90％的氧化乙烯-氧化丙烯共聚聚醚三胺；胺类扩链剂I选用3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷和N，N’-二烷基甲基二胺；胺类扩链剂II选用分子量400脂肪族二胺与二烷基马来酸酯聚合而成的聚天冬氨酸脂；改性云母选用含有氨基基团硅烷偶联剂改性的1000目湿法金云母羟基扩链剂选用三羟甲基丙烷做起始剂，羟值600mg KOH/g；催化剂选用有机铋和二乙胺；发泡剂选用水；上述材料皆可通过商业途径购买。
实施例5：
具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构，根据隧道减振用橡胶垫板设置要求，所述橡胶垫板1的厚度取12mm，所述钢板2的厚度取8mm，所述高环境适应性高阻尼可喷涂聚氨酯脲泡沫3在钢板上喷涂厚度为5mm，结构所述架设的正六边形的仿生蜂窝阻尼吸能层4选用3003铝合金蜂窝构成，蜂窝结构边长10mm，厚度取0.16mm，高度为20mm，在蜂窝的中空部分填充粒径为3mm的橡胶颗粒和0.3mm的SiC形成颗粒阻尼器5，所述橡胶颗粒和SiC的重量比为3:1，所述橡胶颗粒和SiC颗粒在蜂窝结构单元空腔中的填充率为90％。
如前所述的具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构，的制备方法，包括以下步骤：
(1)实施步骤同实施例1中步骤(1)；
(2)在所述钢板2上均匀喷涂高环境适应性高阻尼可喷涂聚氨酯脲泡沫3，高环境适应性高阻尼可喷涂聚氨酯脲泡沫3由制备好的A组分和B组分用常规聚氨酯泡沫喷涂机，按照体积比1:1喷涂于样品表面，固化后，即可得到目标样品。
A组分的制备方法：将10重量份氧化丙烯-氧化乙烯共聚聚醚三醇，6重量份聚氧化丙烯三醇，45重量份聚氧化丙烯二醇，8重量份聚氧化丙烯二胺，2重量份氧化乙烯-氧化丙烯共聚聚醚三胺，1重量份3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷，1重量份N，N’-二烷基甲基二胺，16重量份聚天冬氨酸脂，5重量份的改性云母，5.8重量份羟基扩链剂，0.05重量份有机铋，0.05重量份二乙胺，0.1重量份水按比例加入搅拌釜内，搅拌均匀后得到A组分。
B组分的制备方法：将43重量份二苯基甲烷二异氰酸酯单体加入反应釜中，升温到64℃，保持15min；在氮气保护下加入62重量份氧化丙烯-氧化乙烯共聚聚醚二醇，升温至85℃反应2.5h，得到改性异氰酸酯预聚物；然后加入5重量份多苯基多异氰酸酯，混合均匀后，冷却降温得到B组分。
(3)实施步骤同实施例1中步骤(3)。
聚氨酯脲泡沫3的原料来源：聚醚多元醇I选用分子量5000的伯羟基含量大于90％的氧化丙烯-氧化乙烯共聚聚醚三醇和分子量5000的伯羟基含量大于90％的聚氧化丙烯三醇；聚醚多元醇II选用分子量3000的聚氧化丙烯二醇；聚醚多元胺选用分子量3000的仲胺氨基含量超过60％聚氧化丙烯二胺和分子量2000的伯氨基含量超过90％的氧化乙烯-氧化丙烯共聚聚醚三胺；胺类扩链剂I选用3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷和N，N’-二烷基甲基二胺；胺类扩链剂II选用分子量400脂肪族二胺与二烷基马来酸酯聚合而成的聚天冬氨酸脂；改性云母选用含有氨基基团硅烷偶联剂改性的1000目湿法金云母羟基扩链剂选用季戊四醇做起始剂，羟值650mg KOH/g；催化剂选用有机铋和二乙胺；发泡剂选用水；上述材料皆可通过商业途径购买。
实施例6：实施例1-5制备的喷涂型聚氨酯脲泡沫的性能参数
对实施例1-5制备的聚氨酯脲泡沫在不同温度、不同湿度下的凝胶时间、泡沫密度、拉伸强度、断裂伸长率和损耗因子进行检测，结果如表1所示。其中，凝胶时间的检测方法采用HG/T4574-2014《聚氨酯原料发泡反应特性的测定方法》进行检测；泡沫密度的检测方法采用GB/T6343-2009《泡沫塑料表观密度的测定》进行检测；拉伸强度和断裂伸长率的检测方法采用GB/T6344-2008《软质泡沫聚合材料拉伸强度和断裂伸长率的测定》进行检测。损耗因子的检测方法详见实施例7。
表1.实施例1-5制备的高环境适应性高阻尼可喷涂聚氨酯脲泡沫的性能参数
Figure BDA0003675893840000131
由表1可知，实施例1-5中采用的高环境适应性高阻尼可喷涂聚氨酯脲泡沫，在5-70℃的温度范围内，凝胶时间变化不大。以25℃为参照对象，实施例1制备的聚氨酯脲泡沫在5℃时，凝胶时间增加3s，70℃时凝胶时间减少1s；实施例2-5制备的高性能可喷涂型聚氨酯脲泡沫在5-70℃的范围内，凝胶时间的相对变化也不大，最大不超过22％。同时，实施例1-5制备的聚氨酯脲泡沫在5-70℃的温度范围和湿度不大于90％的范围内，泡沫密度、尺寸和厚度几乎保持恒定，变化率小于5％。这说明，本申请所述的高阻尼地铁隧道内衬结构采用的聚氨酯脲泡沫，在确保泡沫密度稳定的前提下，将适用的温度范围扩大到了5-70℃，适用最大湿度提升到90％。与现有技术中使用温度范围15℃-40℃、最大湿度70％、尺寸、厚度、密度变化率大于50％相比，本申请所述的高性能可喷涂型聚氨酯脲泡沫，不但极大地扩展了其实际使用的环境，而且性能受环境的影响大大减小，具有重要的实际应用价值。
其次，横向比较实施例1-5制备的高性能可喷涂型聚氨酯脲泡沫可知，其凝胶时间可以控制在十余秒到几百秒，而与此同时泡沫密度均能保持在较为恒定的数值。说明，在实际施工当中，既可以实现快速固化的喷涂成型，应用于各种立面、平面和复杂曲面，也可以进行慢速的浇注发泡成型，适应性好，满足了不同施工环境的需求。
第三，实施例1-5制备的高性能可喷涂型聚氨酯脲泡沫，拉伸强度为1950KPa-5100KPa，断裂伸长率为140％-510％，说明本申请所述的聚氨酯脲泡沫，不但无需模具、温度和湿度适用范围大，而且与现有技术(拉伸强度130KPa-200KPa，断裂伸长率20％-40％)相比，力学性能也得到了极为明显的提升。
最后，实施例1-5制备的高性能可喷涂型聚氨酯脲泡沫的损耗因子峰值在0.46以上，基本保持稳定，且最大峰值可达到0.48，说明了聚氨酯脲泡沫对能量有着高效的耗散和吸收能力，从单一层次上保证了整体结构耦合后的减振效果。此外，在不同湿度、温度环境下测得聚氨酯脲泡沫的损耗因子峰值保持相对稳定，说明了聚氨酯脲泡沫较强的环境适应性和性能稳定性，保证了材料基体在各种复杂环境下能够满足正常的使用目的和功能效果。
实施例7：实施例1-5制备的喷涂型聚氨酯脲泡沫的动态热机械性能的测试
对实施例1-5制备的聚氨酯脲泡沫的动态热机械性能进行测试。具体方法为：利用DMA-Q800型动态机械分析仪，在实验频率为1Hz、50Hz和100Hz，实验温度为-80℃～100℃的条件下进行测试。根据测试结果拟合出聚氨酯脲泡沫的储能模量(图2)和损耗模量(图3)，进而根据不同温度下的储能模量和损耗模量，计算得到不同温度下的聚氨酯脲泡沫的损耗因子(图4)。实施例1-5制备的喷涂型聚氨酯脲泡沫的测试结果基本一致，下面以实施例1为例进行说明。
由图2可知，本发明中制备的聚氨酯脲泡沫的储能模量随着温度的增高逐渐降低。从图3中看出，聚氨酯脲泡沫的损耗模量随着温度的升高呈现出先增高后降低的趋势。这导致图4中的损耗因子，随着温度的升高呈现先增大后缓慢降低的走向。由图4可知，随着频率的升高，材料损耗因子的峰值也有所提高；这说明，材料在高频率下的吸能效果也会有所提升。此外，根据图4显示，损耗因子在大部分温域下保持在0.2以上；而在玻璃态转变区，损耗因子最大可达到0.46。这说明，聚氨酯脲泡沫通过分子链耗散的能量占比得到了提高，增大了材料的阻尼比，能高效吸收外界能量转化成内能，可使得该内衬结构的整体减振效果明显提高。特别注意的是，在高频率脉冲(100Hz)下，随着温度的升高，聚氨酯脲泡沫的损耗因子也在快速增大，可达到1.4左右。这是由于，材料硬段和软段在高频脉冲作用下，发生了明显的微相分离，从材料的微观结构来讲，硬段充当了基体材料中的增强体，硬段和软段之间的相对位移以及氢键提高了材料的力学性能，相对应储能模量和损耗模量的提高，从而使材料具有较高的吸能效果。且聚氨酯脲泡沫与结构复合后，复合结构对吸收外界能量，提高减振性能有着显著的效果。
实施例8：高阻尼地铁隧道内衬结构减振性能的测试
对实施例1-5制备的高阻尼地铁隧道内衬结构的减振性能进行测试，具体方法为：采用单点锤击实验对试样进行实验，每个试样锤击三次，采集数据后使用DASP V11分析采集系统对相关数据进行时域分析和传递函数分析评价各试样减振性能。将所得数据绘制出图，得到两者的减振结构试样自由端的加速度响应曲线和单位力下的振动加速度响应谱。同时，制备对比样品，所述对比样品为采用10mm厚的橡胶垫板和8mm厚的钢板制备得到的常规橡胶垫板减振结构。实施例1-5制备的高阻尼地铁隧道内衬结构的结果基本一致，下面以实施例1(试样A)为例进行说明。
根据单位力作用下的振动波形(图5)对试样A和试样B进行对照时域分析可发现，当两试样在激振后加速度幅值最大为117.537m/s2和823.317m/s2。这说明，本申请所述的高阻尼地铁隧道内衬结构，振动加速度响应明显较小，与常规橡胶垫板减振结构相比降低了85.72％。当过去0.1s后，本申请所述的高阻尼地铁隧道内衬结构的振幅基本接近于0，而常规橡胶垫板减振结构的振动加速度仍在3m/s2左右。这说明，从振动持时分析来看，本申请所述的高阻尼地铁隧道内衬结构，可以明显提高原常规橡胶垫板减振结构的减振性能。
根据单位力下振动加速度响应曲线(图6)可以发现，本申请所述的高阻尼地铁隧道内衬结构的振动加速度响应，不但大部分低于常规橡胶垫板减振结构，且共振峰值差异显著；具体为：试样A的一至四阶共振峰幅值分别为1.45294m/s2/N、2.84908m/s2/N、3.15379m/s2/N和2.6563m/s2/N，试样B各阶的共振峰幅值分别为2.48423m/s2/N、6.52435m/s2/N、8.36184m/s2/N和7.80148m/s2/N。由此可知，本申请所述的高阻尼地铁隧道内衬结构的共振峰加速度响应，与常规橡胶垫板减振结构相比最高降低了65.95％。此外，根据两试样的损耗因子分析可知，本申请所述的高阻尼地铁隧道内衬结构的损耗因子可达0.48，远远大于常规橡胶垫板减振结构的0.1；这充分证明，本申请所述的高阻尼地铁隧道内衬结构相较于常规橡胶垫板减振结构的性能优越性。

Claims (10)

1.具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构，其特征在于：所述内衬结构为以阻尼吸能层（4）为中心的对称层状结构，所述阻尼吸能层（4）的两侧由内到外均依次排布聚氨酯脲泡沫层（3）、钢板（2）和橡胶垫板（1）；所述的阻尼吸能层（4）由多个颗粒阻尼器（5）组成，每个所述的颗粒阻尼器（5）由蜂窝结构单元和填充在蜂窝结构单元空腔中的橡胶颗粒和金刚砂颗粒组成；所述蜂窝结构单元通过聚氨酯脲泡沫层（3）与两侧的钢板（2）垂直相连；所述橡胶颗粒和金刚砂颗粒在蜂窝结构单元空腔中的填充率为80-90%。
2.根据权利要求1所述的高阻尼地铁隧道内衬结构，其特征在于：所述蜂窝结构单元为六边形，所述六边形的边长为8-15mm；所述蜂窝结构单元的材质为铝合金，所述铝合金的厚度为0.1-0.16mm；所述蜂窝结构单元的高度为15~25mm。
3.根据权利要求1或2所述的高阻尼地铁隧道内衬结构，其特征在于：所述橡胶颗粒的粒径为2-3mm，所述金刚砂颗粒的粒径为0.2-0.3mm，所述橡胶颗粒和金刚砂的重量比为2.5:1-3.5:1。
4.根据权利要求3所述的高阻尼地铁隧道内衬结构，其特征在于：所述的聚氨酯脲泡沫层（3）的厚度为4-6mm，由A组份和B组份按体积比1:1反应得到；所述A组份按重量份数计，由以下组分组成：10-20重量份的聚醚多元醇I，15-45重量份的聚醚多元醇II，10-35重量份的聚醚多元胺，2-20重量份的胺类扩链剂I和2-20重量份的胺类扩链剂II，5份改性云母，3-15重量份的羟基扩链剂，0.1-1重量份的催化剂，0.1-5重量份的发泡剂；其中，所述的聚醚多元胺是平均官能度为2.2-2.5、分子量为2000或3000且仲胺含量大于40%的聚醚多元胺；所述的胺类扩链剂I为3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷、二甲硫基甲苯二胺和N,N’-二烷基甲基二胺中的两种或三种；所述的胺类扩链剂II为聚天冬氨酸脂；所述的改性云母为硅烷偶联剂改性的湿法金云母；
所述B组分为NCO含量在12%-20%的异氰酸酯预聚物混合物；所述混合物由多苯基多异氰酸酯和NCO含量为12%-20%的改性异氰酸酯预聚物组成，所述的改性异氰酸酯预聚物由二苯基甲烷二异氰酸酯与聚醚多元醇II反应得到。
5.根据权利要求4所述的高阻尼地铁隧道内衬结构，其特征在于：所述的聚醚多元胺为聚氧化丙烯二胺、氧化乙烯-氧化丙烯共聚聚醚二胺、聚氧化丙烯三胺和氧化乙烯-氧化丙烯共聚聚醚三胺中的两种或三种；所述的胺类扩链剂II为二烷基马来酸酯与脂肪族二胺聚合得到的聚天冬氨酸脂；所述脂肪族二胺的分子量为200-400。
6.根据权利要求4所述的高阻尼地铁隧道内衬结构，其特征在于：所述的聚醚多元醇I是聚氧化丙烯三醇、氧化丙烯-氧化乙烯共聚聚醚三醇中的一种或两种；所述的聚醚多元醇II是聚氧化丙烯二醇、氧化丙烯-氧化乙烯共聚聚醚二醇中的一种或两种。
7.根据权利要求4所述的高性能可喷涂型聚氨酯脲泡沫，其特征在于：所述的羟基扩链剂的羟值范围为500-650mg KOH/g，以甘油、三羟甲基丙烷或季戊四醇为起始剂；所述的催化剂为N,N-二甲基环己胺、三乙胺、二乙胺、二月桂酸二丁基锡、异辛铅和有机铋中的两种或多种；所述的发泡剂为水。
8.根据权利要求1或2所述的高阻尼地铁隧道内衬结构，其特征在于：所述的橡胶垫板（1）采用厚度为10-12mm的丁苯橡胶，所述的钢板（2）采用厚度为8mm的冷轧钢板。
9.如权利要求1-8任意一项所述的高阻尼地铁隧道内衬结构的施工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）铺设橡胶垫板；
（2）铺设钢板：对钢板进行除锈和防锈处理，然后采用粘合剂将钢板与橡胶垫板粘合；
（3）喷涂聚氨酯脲泡沫层：将制备好的A组分和B组分按照体积比1:1，均匀喷涂于钢板表面，反应固化，得到聚氨酯脲泡沫层；
（4）架设阻尼吸能层：在步骤（3）喷涂的聚氨酯脲泡沫未固定成型时，架设蜂窝结构单元并使其穿过喷涂聚氨酯脲泡沫，与钢板垂直相连；然后向蜂窝结构单元的空腔中依次填充橡胶颗粒和金刚砂，得到由多个颗粒阻尼器组成的阻尼吸能层；
（5）喷涂聚氨酯脲泡沫层：向钢板上喷涂形成聚氨酯脲泡沫层，方法同步骤（3）；在喷涂的聚氨酯脲泡沫未固定成型时，将钢板覆盖在阻尼吸能层上，然后覆盖橡胶垫板，并将钢板和橡胶垫板采用粘合剂粘合；最终得到具备对称结构的高阻尼地铁隧道内衬结构。
10.根据权利要求9所述的高阻尼地铁隧道内衬结构的施工工艺，其特征在于：步骤（3）所述的A组份的制备方法具体为：将聚醚多元醇I、聚醚多元醇II、羟基扩链剂、聚醚多元胺、胺类扩链剂I、胺类扩链剂II、改性云母、催化剂和发泡剂按比例投入搅拌釜中，搅拌均匀，即得到A组分；所述B组份的制备方法具体为：将二苯基甲烷二异氰酸酯单体加入反应釜中，升温到60℃-65℃，保持10-15min；在氮气保护下加入聚醚多元醇II，升温至80℃-85℃反应2h-2.5h，得到改性异氰酸酯预聚物；然后加入适量多苯基多异氰酸酯，混合均匀后，冷却降温得到B组分。
CN202210624039.5A 2022-06-02 2022-06-02 具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构 Pending CN114961778A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210624039.5A CN114961778A (zh) 2022-06-02 2022-06-02 具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210624039.5A CN114961778A (zh) 2022-06-02 2022-06-02 具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114961778A true CN114961778A (zh) 2022-08-30

Family

ID=82970522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210624039.5A Pending CN114961778A (zh) 2022-06-02 2022-06-02 具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114961778A (zh)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3525899A1 (de) * 1985-07-19 1987-01-29 Gruenzweig & Hartmann Montage Anordnung zur schalldaempfung in einem tunnel
CN103709370A (zh) * 2013-12-27 2014-04-09 深圳市嘉达节能环保科技有限公司 一种低温喷涂聚氨酯保温泡沫的组合物
CN105350403A (zh) * 2015-09-30 2016-02-24 同济大学 具有周期性结构特征的轨道板及轨道板减振系统
CN206487095U (zh) * 2017-01-19 2017-09-12 郑玲 减震降噪复合阻尼板材
EP3357680A1 (de) * 2017-02-03 2018-08-08 Senova Kunststoffe GmbH & Co. KG Tunnelauskleidung
CN109403159A (zh) * 2017-08-16 2019-03-01 张跃 一种无砟轨道结构
CN110806146A (zh) * 2019-11-28 2020-02-18 青岛沙木新材料有限公司 蜂窝阻尼单元多层复合吸能材料及其制备
CN210970135U (zh) * 2019-09-20 2020-07-10 厦门振为科技有限公司 一种减振降冲击蜂窝阻尼板
CN111635695A (zh) * 2020-06-24 2020-09-08 青岛爱尔家佳新材料股份有限公司 一种快速固化约束结构阻尼涂料及其制备方法
CN111764930A (zh) * 2020-06-05 2020-10-13 中南大学 一种带蜂窝吸能装置的隧道支护结构及其施工方法
CN212614749U (zh) * 2020-09-17 2021-02-26 成都理工大学 隧道吸能装配式衬砌结构
CN213891591U (zh) * 2020-11-30 2021-08-06 今创集团股份有限公司 一种轨道车辆用铝蜂窝嵌入式隔音地板

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3525899A1 (de) * 1985-07-19 1987-01-29 Gruenzweig & Hartmann Montage Anordnung zur schalldaempfung in einem tunnel
CN103709370A (zh) * 2013-12-27 2014-04-09 深圳市嘉达节能环保科技有限公司 一种低温喷涂聚氨酯保温泡沫的组合物
CN105350403A (zh) * 2015-09-30 2016-02-24 同济大学 具有周期性结构特征的轨道板及轨道板减振系统
CN206487095U (zh) * 2017-01-19 2017-09-12 郑玲 减震降噪复合阻尼板材
EP3357680A1 (de) * 2017-02-03 2018-08-08 Senova Kunststoffe GmbH & Co. KG Tunnelauskleidung
CN109403159A (zh) * 2017-08-16 2019-03-01 张跃 一种无砟轨道结构
CN210970135U (zh) * 2019-09-20 2020-07-10 厦门振为科技有限公司 一种减振降冲击蜂窝阻尼板
CN110806146A (zh) * 2019-11-28 2020-02-18 青岛沙木新材料有限公司 蜂窝阻尼单元多层复合吸能材料及其制备
CN111764930A (zh) * 2020-06-05 2020-10-13 中南大学 一种带蜂窝吸能装置的隧道支护结构及其施工方法
CN111635695A (zh) * 2020-06-24 2020-09-08 青岛爱尔家佳新材料股份有限公司 一种快速固化约束结构阻尼涂料及其制备方法
CN212614749U (zh) * 2020-09-17 2021-02-26 成都理工大学 隧道吸能装配式衬砌结构
CN213891591U (zh) * 2020-11-30 2021-08-06 今创集团股份有限公司 一种轨道车辆用铝蜂窝嵌入式隔音地板

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙升;黄微波;梁龙强;丁国雷;袁月生;: "地铁高架道床喷涂聚氨酯/脲粘弹阻尼材料施工技术", 聚氨酯工业, vol. 34, no. 06, 28 December 2019 (2019-12-28), pages 30 - 33 *
杨永起: "新型地坪材料实用技术手册", 30 November 2007, 中国计量出版社, pages: 65 *
邓建国等: "粉体材料", 31 August 2007, 成都：电子科技大学出版社, pages: 171 - 174 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102618038B (zh) 一种铁路轨道减震用弹性垫板及其制作方法
CN105255159B (zh) 一种用于固化道床沉降修复的高粘结减振型聚氨酯修补材料
CN107383322B (zh) 城轨用低动静刚度比聚氨酯微孔弹性体组合料及制备方法
CN102191730B (zh) 聚氨酯弹性体道砟垫及其制备方法
EP2651998B1 (en) A polyurethane railway track bed, a preparing method and the usage thereof
CN104558489B (zh) 铁路道砟用聚氨酯软泡材料及其制备方法
CN108660867B (zh) 一种复合型聚氨酯轨枕垫及其制备方法
CN105368293B (zh) 一种用于盾构法地铁隧道的阻尼管片
US3929729A (en) Polyureaurethane shock absorbing unit
CN106866924A (zh) 隔震聚氨酯弹性体材料组合物及其制备方法
CN102703017B (zh) 一种高速铁路用道砟胶及制备方法、使用方法
CN101948616A (zh) 一种高速铁路用微孔聚氨酯弹性体减震元件及其制备方法
CN113563563B (zh) 一种低密度耐疲劳微孔聚氨酯弹性减振垫及其制备方法
CN113512169B (zh) 一种高密度高承载耐疲劳微孔聚氨酯弹性减振垫及其制备方法
JP2521837B2 (ja) 低発泡ポリウレタンエラストマ―
US3677869A (en) Polyureaurethane shock absorbing compositions
CN114591485A (zh) 一种铁路轨下垫板用聚氨酯微孔发泡材料及其制备方法
CN109824845A (zh) 一种高阻尼聚氨酯减振弹性材料及其制备方法
US3823833A (en) Polyureaurethane shock absorbing unit
CN114961778A (zh) 具备仿生蜂窝结构的高阻尼地铁隧道内衬结构
CN107383321B (zh) 减振防腐的聚氨酯灌浆组合材料、制备方法及应用
CN109824847A (zh) 一种聚氨酯-脲减振缓冲柔性阻尼材料及其制备方法
JP4459711B2 (ja) 鉄道用パッドの製造方法
CN111621256A (zh) 一种快速维修材料及其制备方法
US3845021A (en) Polyurea-urethane shock absorbing compositions

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination