层状地基wib主动隔振分析

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1、同济大学博士学位论文层状地基WIB主动隔振分析姓名：李伟申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：高广运20050301摘要随着社会的发展，各种人工振动污染日益频繁，对邻近的建筑物、地下管线、精密仪器和设备、人们的生活环境和工作环境影响越来越显著；另一方面，随着人们生活水平的提高，人们对生活环境和工作环境的质最要求也越来越高。因此，对各种人工振动污染治理的研究，就成为急需解决的重要课题之一。波阻板(WIB)隔振体系作为一种有效的振动污染治理措施，目前正逐渐应用于工程实际中。但关于波阻板隔振体系机理的研究仍很不

2、充分，目前仅限于均质地基或双层地基的研究。本文借助于基于薄层法位移基本解答的半解析边界元法，首次对各种复杂地质条件(均质地基、层状地基、竖向非均匀地基)下，波阻板和空沟隔振效果进行了详细分析，建立了基本的隔振设计准则。主要内容有：(1)建立了基于二维薄层法位移基本解答的半解析边界元法，并编制了相应程序。针对二维均质半空间、层状半空间、竖向非均匀地基模型，建立了二维W1B主动隔振的土与结构动力相互作用模型，对二维WIB主动隔振体系进行了详细的参数研究，提出WIB二维主动隔振体系的设计准则。分析结果表明，增加wm

3、的厚度和弹性模量，是提高WIB隔振体系隔振效果的最有效的措施；增加WIB的宽度，可以有效的提高WIB上方地表位移的隔振效果，但对于WIB外侧的地表位移影响比较复杂，缺乏规律性；采用较小的WIB埋深，即可取得稳定的隔振效果；场地地基的分层特性和物理力学参数沿竖向的非均匀特性。对WIB隔振体系的隔振效果有显著的影响，在隔振设计实践中，应予以充分的重视。(2)建立了基于三维层状半空间薄层法位移基本解答的半解析动力边界元法，并针对三维均质半空间、层状半空间和竖向非均匀地基模型，建立了轴对称WIB主动隔振的土与结构动力

4、相互作用模型。运用上述模型，对于轴对称WIB隔振体系进行了详细的参数研究，并提出了轴对称WIB主动隔振体系的设计准则。(3)建立了水平-摇摆祸合激振条件下三维WIB主动隔振的土与结_{句动力相互作用模型，并针对三维均质地基、层状地基和竖向非均匀地基WIB隔振体系进行了数值模拟，得出了水平、摇摆祸合激振条件下，三维WIB主动隔振体摘要系的设计准则。(4)详细研究了空沟屏障主动隔振体系的隔振效果，并与WIB主动隔振体系隔振效果进行了对比分析。结果表明，对于中高频振动波，采用空沟等连续屏障隔振体系的隔振效果更为理想

5、；对于中低频振动波，采用WIB隔振体系的隔振更为有效。(5)进行了WIB与阻尼弹簧二级并联隔振体系隔振效果的现场试验，验证了理论研究的结论。本文是国家自然科学基金项目“环境振动污染研究与治理”(No．50178056)的部分内容。关键词：隔振：半解析边界元法；薄层法；波阻板；层状地基一垒!墅!一——一--。-_______。___-__。_。_。’___-__________-_。。。。。_。^_。。。。。_-_____●_-_。。。__’————————————————’。’。7一ABSTRACTWitht

6、hedevelopmentofsociety,environmentpollutionsgeneratedbyincreasingman—madevibrations，givingmoreandmoreseriousaffectstotheadjacentresidents，nearbysensitiveequipments，high-techproductionfacilitiesandundergroundpipeline．Ontheotherhand，theincreasingimprovementof

7、livingstandardmakestherequirementtotheenvironmentoflivingandworkingmorestrictlythanbefore．Asaresult，theprojectontheisolationofman-madevibrationisbecomingaspecialconcerninthecivilandenvironmentalengineeringfield．ThesystemofWIB(WaveImpedanceBlock)，whichisoneo

8、ftheeffectivecountermeasurestoisolatevibration,hasbeengreduallyappliedtotheengineeringpractice．However,thepublishedliteraturesaboutWIBinearlystudiesarelimitedtohomogenoushalf-spaceortwo-layeredsubgrade