橡胶砂芯组合砌块振动台隔震试验研究

发布时间：2020-07-05 14:07

【摘要】：我国西南偏远地区地震频发且经济条件落后,乡镇低矮砌体房屋抗震隔震效果差状况,现存抗震隔震措施复杂、价格昂贵、施工不方便。我国现存大量废旧轮胎,既占用了空间又污染了环境,本人将废旧轮胎颗粒、砂、水泥空心砌块结合,提出橡胶砂芯组合砌块隔震层。由于橡胶颗粒是弹性材料,砂为刚性材料,将橡胶颗粒以质量比为30%与砂混合填于水泥空心砌块内,通过盖板与橡胶砂芯接触将房屋上部竖向荷载传递之地基,既能满足竖向支撑强度,还能减震吸能,既循环利用了资源,又保护了人们财产安全。本文通过自制振动台试验,将实际低矮房屋简化、缩小比例进行振动台试验研究。进行了下列研究,其主要内容如下:1.介绍前人关于橡胶砂静力与动力研究在前人基础上将橡胶砂应用于工程实践中,提出橡胶砂芯组合砌块隔震层,介绍试验意义、原理和试验方法、步骤、注意事项。2.通过将橡胶砂芯组合砌块隔震层摆放于基础与砌体之间,将隔震层摆放于基础与地基之间,研究两种摆放方式输入与输出加速度对比,通过a-t加速度时程曲线、隔振系数、隔震效果系数研究隔震层摆放方式对隔震效果影响,得出:全铺双铺两种摆放方式对水平方向正弦振动有隔震性能且双铺摆放方式优于全铺。3.取双铺为隔震层摆设方式,通过三种上部竖向荷载20kN、40kN、60kN变化,研究橡胶砂芯组合砌块隔震层在固定频率、固定振幅水平正弦波振动下隔震效果影响,由加速度a-t时程曲线、傅氏曲线变化可以得出:在20kN～60kN随着隔震层竖向荷载增加隔震效果减小趋势,最后无隔震现象。确定竖向荷载为40kN其隔震效果较好,其最大输入加速度为1m/s2,隔震效果系数为10%～20%,为最佳竖向荷载。4.取双铺为隔震层摆设方式,上部竖向荷载为40kN,通过改变振动频率,研究振动频率对橡胶砂芯组合砌块隔震层隔震性能影响。由加速度a-t时程曲线、傅氏曲线变化可以得出:竖向荷载为40kN时,随着频率增加,隔震层隔震性能逐渐降低,当振动频率达到3Hz时,无隔震现象。5.频率对大振幅无隔震效果,对小振幅有隔振效果,在1mm～5mm范围内随着振幅增加隔震效果呈现递减趋势,5mm～8mm隔震层随频率增加无隔震现象,5mm为有无隔震效果界限值。6.针对不同摆放方式、不同振动频率、不同竖向荷载工况下橡胶砂芯组合砌块的隔振效果,对橡胶砂芯组合砌块隔震层隔震性能进行分析总结分析和展望。
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU352.12;TU364
【图文】：

示意图,区域,示意图,大陆强震

是大陆强震最多的国家,中国地震活动频度高、强度大、震源浅，分布广，是一个震灾严重的国家。图1-1 为我国地震频发区域分布图。1900 年以来，中国死于地震的人数达 55 万之多，占全球地震死亡人数的 53%；1949 年以来，100 多次破坏性地震袭击了 22个省(自治区、直辖市)，其中涉及东部地区 14 个省份，造成 27 万余人丧生，占全国各类灾害死亡人数的 54%，地震成灾面积达 30 多万平方公里

示意图,废弃轮胎,环境,示意图

2004 年我国橡胶消耗 420 万吨，至 2008 年连续 7 年超过美国成为橡胶消耗第一大国，2007 年 2008 年每年产生废弃轮胎量已经达到 1.3 亿条/年（不包括非机动车、农用车、大型工程车、航空用轮胎），折合成可利用橡胶资源 360 万吨，并以两位数速度增长，将居世界第一。我国轿车轮胎基本没有进行翻新，轻型和中型载重汽车轮胎的翻新率较低，仅占应翻新总量的 40%，在一些发达国家工程特种车用轮胎翻新率达到 70%，而我国还不足 20%，航空用轮胎我国刚刚开始进行翻新，2003 年占应翻新 10%[2]。汽车轮胎的废弃量也快速增长，并成为新的固体废弃污染源，被称为“黑色垃圾”，这些废弃物不仅无法翻新使用，而且还具有很强的抗热、抗机械、抗生物。长期露天堆弃不仅占用大量的土地，而且破坏植被生长，造成大量的资源浪费，且极易滋生蚊虫、传播疾病，同时亦有产生火灾的危险。如果不充分利用这些废弃轮胎资源，走循环利用道路，预测 10 年到 15 年，我国汽车保有量将超过美国，产生的废旧轮胎将成为重大的社会环境问题。如图 1-1（a）废旧轮胎占用了场地，破坏植被生长，滋生了蚊虫，如图 1-1（b）废弃橡胶轮胎引发了火灾，污染了环境，成了新的污染源。

【参考文献】