基于梯度非均匀波阻板的隔振屏障研究

发布时间：2021-05-09 18:07

　　城市交通、工业生产等对周边环境的振动影响及其治理是土动力学领域亟需解决的重要课题之一。作为一种有效的振动污染治理措施,波阻板（Wave20Impeding20Block,简称WIB）隔振屏障体系正逐渐在工程实际中应用,但以往的研究都集中于假设土体为单相弹性介质的弹性地基和波阻板为单相固体均质材料的情形,对饱和土地基以及波阻板本身材料特性为单相梯度非均匀材料和含液饱和梯度非均匀材料隔振性能的研究较少。含液饱和介质材料由于流-固两相的相互耦合作用使得其在振动过程中引起能量的耗散,具有类似阻尼效应;而梯度非均匀材料的非均匀性对频散曲线和衰减曲线具有显著影响,其同样能够引起环境振动过程中能量的耗散。因此,本文利用含液饱和介质材料和梯度非均匀材料在振动过程中能够引起能量的耗散的特点,首次对弹性地基和饱和土地基下,各种不同材料特性的波阻板（主要包括:单相固体均质材料,单相梯度非均匀材料,含液饱和均质材料,含液饱和梯度非均匀材料）隔振体系的隔振效果进行了分析研究,揭示了含液饱和材料和梯度非均匀材料隔振屏障的工作机理,为此类地基隔振体系的应用提供重要的理论依据。本文的主要工作有以下几个方面:（1）在弹... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：146 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状综述
        1.2.1 地基振动控制的研究现状
        1.2.2 梯度非均匀板波动问题的研究现状
    1.3 本文的创新点和主要研究工作
第2章 梯度非均匀板中弹性波的截止频率
    2.1 单相梯度非均匀板中弹性波的截止频率
        2.1.1 基本方程
        2.1.2 控制方程及通解
            2.1.2.1 SH波传播的截止频率
            2.1.2.2 P-SV波传播的截止频率
    2.2 含液饱和梯度非均匀板中弹性波的截止频率
        2.2.1 基本方程
        2.2.2 控制方程及通解
            2.2.2.1 SH波传播的截止频率
            2.2.2.2 P-SV波传播的截止频率
    2.3 数值算例
        2.3.1 精确性验证
        2.3.2 数值分析
    2.4 本章小结
第3章 含液饱和多孔均质波阻板的隔振屏障研究
    3.1 引言
    3.2 控制方程
        3.2.1 单相固体介质
        3.2.2 两相饱和多孔介质
    3.3 位移势函数的级数解
    3.4 动力荷载作用在半平面表面
        3.4.1 地基动力响应
        3.4.2 边界条件以及界面处的连续条件
    3.5 动力荷载作用在半平面内部
    3.6 数值算例
        3.6.1 本文方法验证
        3.6.2 数值分析
            3.6.2.1 动力荷载作用在半平面表面
            3.6.2.2 动力荷载作用在半平面内部
    3.7 本章小结
第4章 单相梯度非均匀波阻板的隔振屏障研究
    4.1 引言
    4.2 控制方程
    4.3 简谐荷载下问题的数学模型及通解
    4.4 移动荷载下问题的数学模型及通解
    4.5 回传射线矩阵法求解
        4.5.1 分层模型的合理性
        4.5.2 散射关系
        4.5.3 相位关系和回传射线
    4.6 数值算例
        4.6.1 简谐荷载
        4.6.2 移动荷载
    4.7 本章小结
第5章 含液饱和梯度非均匀波阻板的隔振屏障研究
    5.1 引言
    5.2 控制方程
    5.3 简谐荷载下问题的数学模型及通解
    5.4 移动荷载下问题的数学模型及通解
    5.5 回传射线矩阵法求解
        5.5.1 散射关系
        5.5.2 相位关系和回传射线矩阵
    5.6 数值算例
        5.6.1 方法的有效性
        5.6.2 简谐荷载
        5.6.3 移动荷载
    5.7 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间发表的学术论文
附录B 攻读学位期间获得奖励及参与的科研项目
附录C 矩阵方程组


【参考文献】：
期刊论文
[1]铁路路基填充屏障隔振效果的模型试验研究[J]. 张雷刚,刘晶磊,侯恩品,王一峰,冯桂帅.  铁道建筑. 2017(04)
[2]空沟对平面纵波隔离效果的理论解答[J]. 徐平.  振动与冲击. 2017(05)
[3]地铁列车荷载作用下饱和土中圆形衬砌隧道和轨道系统动力响应分析[J]. 袁宗浩,蔡袁强,袁万,徐芫蕾,曹志刚.  岩土力学. 2017(04)
[4]功能梯度材料微梁的热弹性阻尼研究[J]. 许新,李世荣.  力学学报. 2017(02)
[5]埋置移动荷载作用下成层饱和地基的动力响应[J]. 胡安峰,李怡君,贾玉帅,孙波,谢康和.  工程力学. 2016(12)
[6]空沟对层状饱和地基中列车移动荷载的隔振性能研究[J]. 巴振宁,梁建文,王靖雅.  岩土工程学报. 2017(05)
[7]正交各向异性功能梯度材料平板振动分析[J]. 徐坤,陈美霞,谢坤.  噪声与振动控制. 2016(04)
[8]基于近场动力学的功能梯度材料动态断裂分析[J]. 程站起,刘建.  应用力学学报. 2016(04)
[9]我国城市轨道交通环境振动影响的研究现况[J]. 刘维宁,马蒙,刘卫丰,孙晓静,孙方遒.  中国科学:技术科学. 2016(06)
[10]基于层状模型的功能梯度板中兰姆波传播研究[J]. 吴荣兴,于兰珍,李晓东,邱耀.  应用声学. 2016(03)

博士论文
[1]移动荷载引起饱和土动力响应及排桩隔振研究[D]. 徐斌.上海交通大学 2009
[2]功能梯度材料板中声表面波传播的分析[D]. 高立名.同济大学 2007

硕士论文
[1]二维地基中储液多孔波阻板的隔振性能研究[D]. 高贝贝.兰州理工大学 2016



本文编号：3177770