层状地基分界面及土体参数变化对土体振动响应影响研究

为研究空沟在层状地基上时,土体参数和土体分界面对土体振动响应的影响,采用Comsol仿真物理场建立了二维有限元分析模型。在研究中,分析了层状地基不同土体参数时的土体振动响应表现差异,结果表明:空沟在深度达到层状地基的土体分界面附近时会出现振动加强现象,该现象受到分层土体的泊松比和密度以及弹性模量的影响。土体参数的变化同样会导致土体振动响应的变化,具体表现为密度越大则土体振动响应就越大;而弹性模量和泊松比则需考虑分层情况。其中下层弹性模量越大则土体振动响应越大,上层则与之相反;下层泊松比越小则土体振动响应越大,而上层在空沟深度小于一定范围内时时表现为泊松比越小土体振动响应越大,在当达到一定深度后,上层土体不同泊松比的加速度大小曲线呈现交错状态。

土体参数对空沟隔振效果的影响研究

为分析均质地基中各参数变化对土体振动响应和空沟隔振效果的影响,通过有限元软件建立二维均质地基计算模型,分析空沟尺寸、激振频率等对土体的影响,研究了不同土体弹性模量、密度及泊松比下的振动加速度差异。结果表明,空沟深度为重要影响因素,空沟深度越深,隔振效果越好;空沟宽度对隔振效果几乎无影响;弹性模量对空沟隔振效果的影响较密度大,且弹性模量越大,隔振效果越差;密度对土体振动加速度和振幅衰减系数的影响较小;泊松比对空沟隔振效果的影响大于密度,但低于弹性模量,泊松比越大,振动加速度越小,隔振效果越差;激振频率越大,空沟隔振效果越好。

层状地基环形沟隔振效果影响因素分析

为探究层状地基环形沟隔振中几何参数对其隔振效果的影响规律,文章采用振幅衰减比Ar值进行评价分析,并定义沟后Ar≤0.4区域为有效隔振区域,通过改变环形沟的几何参数,得到其对有效隔振区域影响变化规律,从而确定环形沟不同几何参数对其隔振效果的影响。结果表明:层状地基土中环形沟深度位于土层分界面附近时,环形沟隔振效果相对较弱;当宽度参数在0.01~0.35之间不断增大时,有效隔振区域占比变化幅度仅为4.8%,即环形沟宽度变化对环形沟隔振效果影响较小;随着环形沟弧长的增加,有效隔振区域面积的扩大速率减缓,弧长参数达到2.20以后,隔振效果趋于稳定;振源与环形沟之间及环形沟末端位置区域存在振动放大区。

水填充薄膜沟槽对行驶列车荷载的隔振研究

为了研究水薄膜填充沟槽对于土体的隔振效果,采用模型试验的方法,分析空沟与水填充薄膜沟槽对于土体地表振幅的衰减作用,在模型试验中设置空沟与水填充薄膜沟槽进行对比试验,在本试验条件下,结果表明:空沟与水填充薄膜沟槽均具有良好的隔振效果,空沟较之无隔振措施其隔振效果提高17.9%~55%,水填充薄膜沟槽则提高了14.3%~52.5%,水填充薄膜的隔振效果和空沟效果相近;在深度的变化下,空沟与水填充薄膜沟槽均随着深度增加而增加,由0.2 m沟深增长到0.6 m沟深时,水填充薄膜沟槽的隔振效果提高了27.5%~35.7%。

均质及双层地基土条件下环形沟隔振效果分析

为了探究均质地基和双层土地基条件下环形沟几何参数变化对其隔振区域的影响规律,及环形沟在不同地基土层中隔振效果的差异,本文建立缩尺比为1:15的模型试验,以地基土类型、环形沟深度、宽度及圆心角为研究变量,通过开展具体试验进行探究。结果表明:在均质地基和双层土地基环形沟隔振中,环形沟宽度变化对其隔振效果影响较小,环形沟深度及圆心角是影响其隔振效果的重要参数,且深度和圆心角越大,隔振效果越好,但当地基土为成层土地基,环形沟深在临近土层分界面深度增大时,环形沟隔振效果相对减弱;在均质地基和双层土地基中,相同参数条件下,均质地基土较双层地基土具有更好的隔振特性;振源与环形沟之间及环形沟末端位置区域由于振动波的传播特性存在振动增强区域。

层状地基分界面对于空沟隔振效果的影响分析

为研究层状地基的分界面对于空沟隔振效果的影响,采用模型试验,选取三种不同深度的空沟,分别为小于分界面深度和等于分界面深度以及超过分界面深度的三种深度,分析在改变空沟宽度、空沟位置(固定振源即传感器位置,仅改变空沟所处位置)以及激振频率时对三种深度空沟隔振效果的影响。结果表明:当宽度和激振频率发生改变时,深度等于土层分界面处深度的空沟隔振效果变化最不明显;当宽度和空沟位置发生改变时,沟深小于分界面深度的空沟受到的影响最为明显;在激振频率的改变下时,沟深大于土层分界面深度的空沟所受影响最大;当固定其余参数,逐渐增加空沟深度时,深度在变化到分界面处时会有Ar值发生增加现象,该现象受到激振频率影响,激振频率越低,则上升幅度越大,低频的上升区间也最长,即Ar值从出现上升趋势至恢复减小趋势的距离为上升区间。综上结论,在选择隔振沟时应注重上述因素的影响,合理设计隔振沟,使其达到最佳隔振效果。

环形沟连续屏障隔振效果分析研究

采用模型试验法,通过控制变量探究了环形沟连续屏障减隔振中,激振频率、环形沟深度、宽度及振源距等几何参数对其隔振效果的影响。结果表明:激振频率在10 Hz^200 Hz之间增加时,振幅降低比Ar值约降低0.45左右,且在10 Hz^60 Hz之间,Ar值降幅更为明显,即低频率段时,随频率的增加,环形沟隔振效果增强速度更快;环形沟深度在30 cm^50 cm之间变化时,Ar值约降低37.5%左右,沟深对环形沟隔振效果影响显著,且沟深越大,隔振效果越好;振源距在60 cm^100 cm之间变化时,Ar值约降低24.5%左右,因此振源距对于环形沟隔振效果也有着一定的影响,且振源距越大,隔振效果越好;环形沟宽度对隔振效果影响很小;其它条件一定时,高频率段的环形沟隔振效果对空沟深度、振源距的变化更为敏感。