基于格子法的溝槽隔振研究.pdf

1、近年來，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展和城市規(guī)模的不斷擴大，人類生產(chǎn)與生活所帶來的人工振動問題日益突出。逐漸增多的人工振動不利于生產(chǎn)的正常進行，干擾了居民的生活，危害建筑結(jié)構(gòu)。如何減小振動的傳播，防治振動污染已引起了土動力學(xué)界的高度關(guān)注。本文基于格子法的基本理論，在時域內(nèi)對溝槽隔振效果進行了詳細地分析，建立了簡化計算平均最大位移幅值衰減系數(shù)的模型。主要的內(nèi)容包括：
　　 (1)建立了基于位移變量的二維格子法計算理論，推導(dǎo)了一種新型的人工邊界

2、條件，該人工邊界可與格子法算法匹配。針對二維均質(zhì)地基和層狀地基模型，建立了空溝對行駛于路堤頂部的交通荷載引起地面振動的隔振分析模型。采用二維格子法對該隔振問題進行了詳細地參數(shù)分析。結(jié)果表明：空溝寬度與路堤高度的變化對隔振效果影響較??；增加空溝的深度，一般有助于提高隔振效果，但其對豎向隔振效果的影響與空溝位置有關(guān)，通常建議空溝深度宜取1.0倍Rayleigh波長；空溝到路堤中心距離(振源距)對隔振效果有較大影響，要使隔振效果達到最佳水平，

3、其取值范圍因地基類型不同而異；低矮的路堤更有利于豎向隔振；在層狀地基中，空溝深度與上層土厚度相同或接近時對豎向隔振不利；空溝深度、位置和路堤高度的變化都能改變空溝屏蔽區(qū)地表最大位移幅值衰減系數(shù)的分布。
　　 (2)基于位移變量的三維格子法，針對對稱模型，給出了其對稱邊界上的邊界條件，首次給出了一種實現(xiàn)辦法，使之能夠融入了格子法的算法。首次在人工邊界上引入了多次透射邊界條件。針對三維均質(zhì)地基模型，建立了平面閉合方形空溝主動隔振分析

4、模型，進行了詳細參數(shù)研究。結(jié)果表明：溝深和振源距對空溝的隔振效果影響相互聯(lián)系；溝深宜取1.0～1.2倍Rayleigh波長，振源距宜取1.5～2.0倍Rayleigh波長；土體泊松比越大，越不利于隔振；在空溝屏蔽區(qū)域內(nèi)，地表水平x方向和水平y(tǒng)方向最大位移幅值衰減系數(shù)均以45°對角線為軸對稱分布，豎向最大位移幅值衰減系數(shù)亦以45°對角線為軸對稱分布；溝深和振源距的變化均可改變屏蔽區(qū)水平和豎向位移幅值衰減系數(shù)分布；豎向隔振效果一般優(yōu)于水平向