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屏障对地面激励隔振性能的分析和试验研究

李特威  
【摘要】: 地面振源(包括机器基础、交通车辆和建筑活动等)引起的振动所造成的环境公害问题日益加剧,这种地面激励给精密仪器、建筑物和人们的生活环境带来了很多不便,研究针对这种地面振动所采取的隔振措施及其分析计算方法是隔振工程中一个很重要的问题。因此,本论文研究在土中设置屏障后的地面减振效果,并通过模型试验和ANSYS有限元分析予以验证。 本文以声学理论中的声波符合效应为基础,应用声波和弹性波在物理上和数学上的类似性,完成了屏障的吻合效应分析,提出发生吻合效应的计算公式和预防措施,并且对屏障底部的动应力放大效应进行了全面分析。 分析结论指出了在远场中面波占主要成分,而在近场中体波(包括P波和S波)占主要成分,并通过地面波动的有限元分析验证该结论,而且证明了SH波可以用来分析近场和远场中屏障的隔振,并阐述了单桩和排桩的波散射理论和波能导出效应理论。 通过波阻抗比分析,得到泡沫塑料是一种较好的屏障材料的结论,同时还提出了采用泡沫塑料隔振的施工工艺,并使用ANSYS对连续屏障远场隔振的不同工况(包括屏障深度、厚度和屏障材料)进行对比分析,获得可用于工程设计的结论。 模型试验中,对不同激励作用方式下的非连续屏障隔振效果进行了测试分析,讨论了单桩和排桩的波能导出效应,并使用ANSYS分析验证了试验的正确性。在有限元计算模型中针对不同的S_p/a、桩径和容器的体积进行对比分析,获得其合理设计参数。


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