垫层隔震基础动力阻抗薄层法求解及参数分析

基于半无限弹性地基模型,引入薄层法,推导出层状地基中垫层隔震基础的动力阻抗解答,与黏弹性边界有限元模型进行对比,验证了方法的合理性。针对垫层隔震基础的水平和摇摆动力阻抗,开展了系统的参数分析。模型的计算结果表明:在0~10Hz,垫层厚度、桩数对摇摆阻抗均有着明显的影响,垫层厚度越大,垫层隔震基础的摇摆阻抗越小;桩数越多,垫层隔震基础的摇摆阻抗越大。此外,相同条件下,桩长越大,垫层隔震基础摇摆阻抗实部越大;垫层剪切波速对基础的水平和摇摆阻抗都有着一定的影响。该方法可用于分析垫层隔震基础在地震荷载作用下的动力特性。

木结构墙体空气声隔声性能

【目的】研究全频段范围内木结构墙体空气声隔声性能,明确限制常规构造木骨架墙体隔声性能的瓶颈,揭示设置隔声垫层、改变骨架类型、设置窗体等设计参数对墙体隔声性能的影响规律,提出高空气声隔声等级的木结构墙体体系,为木结构墙体在装配式建筑中的高效应用提供技术支撑。【方法】通过小尺寸材料层面的阻抗管法试验,比较分析60~6300 Hz频率范围内工业级弹性橡胶板(橡胶板)、聚氨酯橡胶隔音减震板(聚氨酯板)和聚苯乙烯挤塑板(XPS板)等隔声垫层的隔声性能;基于实验室法开展全尺寸墙体在100~5000 Hz频率范围内的隔声试验,通过1/3倍频程频段18个中心频率对应的单值隔声量,得到墙体计权隔声量(R_(w))、频谱修正量和隔声等级,并与装配式建筑中广泛应用的蒸压加气混凝土(ALC)墙体和正交胶合木(CLT)墙体进行比较。【结果】相较同一厚度的聚氨酯板和XPS板,全频段范围内橡胶板的隔声量较高,且其隔声性能随板厚增加而提高,试验范围内,10 mm厚橡胶板隔声效率最高。常规构造木骨架墙体的隔声量整体上随声波频率增加而提高,该墙体体系在125和3150 Hz处分别出现明显的共振隔声低谷和吻合隔声低谷,其R_(w)为43 dB,用作隔墙或围护构件时的空气声隔声等级分别为4和3级;在墙骨架和定向刨花板(OSB)间设置10 mm厚橡胶板后,受制于木龙骨的声桥作用,墙体隔声性能提升有限,R_(w)增至45 dB,隔声等级未发生改变,常规构造和设置橡胶板的木骨架墙体体系均不满足现行国家标准对普通住宅墙体的隔声要求。当墙骨架采用轻钢骨架且轻钢骨架两侧均覆面双层石膏板(GB)时,该墙体体系的R_(w)增至50 dB,用作隔墙或围护构件时的空气声隔声等级分别升至6和5级;在石膏板和轻钢骨架间设置10 mm压缩玻璃棉条后,R_(w)增至51 dB,隔声等级未发生改变,该轻钢骨架墙体体系满足现行国家标准对普通住宅墙体的隔声要求。与200 mm厚单层和复合ALC墙体相比,试验范围内轻钢骨架墙体的厚度和面密度分别降低35%和70%,但空气声隔声性能更高;针对道路交通、企业生产经营和日常生活等噪音对应的频率范围(160~630 Hz),该轻钢骨架墙体体系的隔声性能增加明显。在常规构造木骨架墙体基础上开洞安装R_(w)为33 dB的窗体,墙体在全频段范围内的隔声频谱特性曲线未发生明显变化,其R_(w)达44 dB,用作隔墙或围护构件时的空气声隔声等级分别为5和4级;常规构造木骨架墙体一侧的GB由单层增至双层、木骨架和OSB间设置10 mm厚橡胶板、木骨架和GB间设置金属减震龙骨制成复合墙体,在复合墙体上安装窗体,该墙体的R_(w)增至48 dB,且在低频段下的共振隔声低谷和高频段下的吻合效应低谷消除或明显变浅,用作隔墙或围护构件时的空气声隔声等级分别升至6和5级,满足现行国家标准对普通住宅墙体的隔声要求。【结果】与木骨架墙体相比,CLT墙体的空气声隔声性能较低;共振隔声低谷、吻合隔声低谷和声桥效应是限制常规构造木骨架墙体隔声性能的瓶颈因素,导致该墙体体系不能满足现行国家标准对普通住宅墙体的隔声要求。将木骨架替换为轻钢骨架,并设置隔声垫层、增加墙面板数量,能够有效提高墙体的空气声隔声性能。

基础下砂垫层隔震性能振动台试验研究

通过室内模型试验,以刚体试块代替刚度较大的砌体建筑物,进行了震动台的模拟试验,探讨了不同粒径砂垫层不同厚度下的隔震情况,研究了砂垫层减振的减振率.结果表明:单一粒径比连续级配的砂垫层减振效果好;单一粒径的砂垫层较大粒径的砂垫层减振效果较好;无论何种粒径,随着厚度的增加,减振率有所增加.

沙漠砂基础隔震垫层隔震性能试验研究

基于沙漠砂的有效利用,提出了一种沙漠砂基础隔震垫层,通过小型振动台试验,研究了沙漠砂基础隔震垫层的隔震性能,分析了沙漠砂基础隔震垫层的工作原理,探讨了不同地震波、垫层厚度、基底压力、垫层含水率等因素对沙漠砂基础隔震垫层减震效果的影响.结果表明,沙漠砂基础隔震层能有效降低上部结构的地震作用,尤其是应对高烈度地震时效果更加明显;垫层厚度的增加能显著提高沙漠砂基础隔震垫层的减震效果;上部结构重量增加使沙漠砂垫层减震系数逐渐减小,但是变化程度不明显;而垫层含水率增加会使沙漠砂基础隔震层减震效果由于内部颗粒黏结作用而减小.

砂垫层隔震村镇建筑抗震性能振动台试验研究

砂垫层隔震技术因其在隔震同时可消除地基冻胀影响而适用于中国北方高地震烈度区的农村低层建筑。为研究砂垫层隔震结构的抗震性能,制作了普通抗震结构和砂垫层隔震结构2个两层砌体房屋的1/4缩尺模型,对其进行了振动台试验,对比研究了在不同地震动输入强度下2种结构的动力特性演变规律和动力响应特征。研究结果表明:普通抗震模型在7.0度罕遇地震时发生底层集中塑性变形的剪切破坏;砂垫层隔震模型依靠砂垫层的塑性变形发挥隔震作用,直至8.5度罕遇地震时模型发生剪切型破坏。从加载初期(6.0度设防地震)到普通抗震模型临近退出工作期间(7.5度设防地震)来看,砂垫层隔震模型在X向和Y向的自振频率下降量较普通抗震模型小,动力放大系数和层间位移均明显更小,与试验现象表现出的结构几乎没有损伤一致,表明砂垫层能够有效降低上部结构地震输入,具有良好隔震效果。

农居工程地基砂垫层隔震体系性能试验研究

砂垫层具有取材方便、造价低、施工简便的特点,为了更好地在农居工程建设中推广应用地基砂垫层隔震技术,通过制作农村房屋结构模型,进行地基砂垫层隔震体系与无隔震体系的大型振动台试验,研究了地基砂垫层隔震体系的隔震性能。基于结构加速度反应、结构位移反应和结构应变反应三个方面,对比分析无隔震试验和地基砂垫层隔震试验的结果,研究地基砂垫层隔震体系的隔震性能。结果表明:地基砂垫层隔震体系能够有效地减小上部结构的地震加速度反应、层间位移反应和应变反应,具有良好的隔震效果;输入地震动的量级是影响地基砂垫层隔震体系隔震效果的一个重要因素。

砂土中垫层隔震基础地震响应离心模型试验及数值分析

针对砂土地基中的一种新型基础型式——垫层隔震基础,开展地基-基础-结构动力相互作用的离心振动台试验和三维数值模拟。通过对比不同峰值和类型地震波作用下新型垫层隔震基础与传统群桩基础的动力响应,探讨垫层隔震基础的隔震机理,并结合参数分析垫层厚度等因素对垫层隔震基础地震响应的影响规律。结果表明,与群桩基础相比,垫层隔震基础的上部结构加速度降低,但其峰值及残余位移较大;桩顶约束减弱,筏板与垫层在强震下相对滑动,传递的惯性力降低,导致桩身最大弯矩减小且位置下移;桩身弯矩随垫层厚度的降低而显著增大。

砂-橡胶粒隔震垫层的隔震性能研究

通过介绍隔震技术的发展与研究现状,分析了隔震机理与隔震体系的基本特性。针对我国广大村镇地区抗震设防事业发展现状,提出将砂-橡胶粒隔震垫层作为一种隔震材料用于基础隔震中去。以砂-橡胶粒隔震垫层作为研究对象,通过理论分析和振动台试验,研究砂-橡胶粒隔震垫层的减震效果。实验结果表明,隔震垫层加速度折减系数在0.212~0.592,位移放大系数稳定在1.01~1.39;砂-橡胶粒隔震垫层改善了上部结构的动力特性,具有明显的隔震效果,适合在村镇推广使用。

隔振垫层及浮筑楼板撞击声的研究

近年来，广播电视中心的建筑日益趋向大型化、高层化，各技术房间所处的声学环境更为复杂。在声学设计中，浮筑楼板和“房中房构造”是固体声隔声的主要措施之一。但是，至今国内对于隔振垫层的研究仅限于对小样品的研究。这些研究对于掌握隔振垫层的基本性能是非常必要的...

循环剪切作用下卵石-碎石复合垫层变形特性试验研究

为研究卵石-碎石复合垫层在地震荷载下的变形特性,开展了一系列位移控制的大型循环剪切试验,探讨了垫层材料、法向应力、剪切幅值、颗粒破碎、循环剪切次数和剪切方向等因素的影响。结果表明:卵石、碎石在颗粒形态及孔隙率等方面的差异显著影响了垫层的变形特性;由于垫层材料间的相互作用,因此卵石-碎石复合垫层的水平变形和累积法向变形均大于单一材料垫层的变形。

砂-橡胶粒复合材料隔震垫层剪切试验

为了进一步验证复合材料对上部结构的隔震减震效果,对不同配比的复合材料进行了剪切试验。砂分别选用细砂、中砂和粗砂,橡胶粒含量分别为0%、25%、50%、75%、100%,竖向压应力分别为75 437 Pa、125 663 Pa、226 111 Pa时,得出复合材料剪切过程中的力和位移曲线,得出每种工况下复合材料的抗剪强度和等效刚度,并对数据进行对比分析,总结出橡胶粒含量、砂颗粒的粒径和上部压应力对复合材料剪切性能的影响规律。

农居结构隔震技术研究现状

从地基隔震、基础隔震和混合隔震三类隔震技术3个方面分别阐述了农居结构隔震技术的国内外研究现状。重点介绍了常用的摩擦滑移隔震技术以及隔震滑移位移问题;针对农居工程建设的现状,提出了几个亟待解决或需进一步研究完善的问题。可为从事该研究和设计工作的相关人员提供一定的参考。

基础隔震结构的抗倾覆性研究

为了了解砂与橡胶粒隔震垫层下隔震结构的抗倾覆特性,以砂与橡胶粒混合隔震垫层、纯砂隔震垫层、非隔震三种情况作为研究对象,建立4组高宽比为1.0,2.0,3.0,4.0的框架结构模型。通过抗倾覆性振动台试验,分析在不同垫层类型、垫层厚度、加速度峰值条件下的上部结构的抗倾覆性能。试验结果表明:结构的抗倾覆性能在砂与橡胶粒隔震垫层下要优于纯砂隔震垫层,非隔震情况下的抗倾覆性能最弱;当加速度峰值加大时,结构的抗倾覆性能随之降低。

深水桥梁垫层隔震基础冲刷演化机理与设计建议

群桩和沉井作为跨江海桥梁的基础支撑体系已得到广泛应用,但近年来实际工程的水深不断增加,现有技术已难以适用于50 m以上的超深水环境条件。为研究垫层隔震基础这一新型深水桥梁基础的冲刷演化机理,针对周期为1.2 s,波高分别为4、6、8 cm的3种波浪条件,以及海流流速为25 cm·s^(-1),波浪波高为6 cm,周期为1.2 s的波流共同作用条件,开展砂土中垫层隔震基础冲刷演化机理的波流水槽模型试验研究,结合仅单向流作用下的基础体系冲刷演化机制,重点考察并梳理了隔震垫层的5种典型破坏形式及其特点。结果表明:仅存在单向流作用时,垫层的破坏形式主要为边缘破坏、剪切破坏和完全破坏,且严重程度随流速增大而增大;存在波浪作用时,海床泥沙及垫层材料起动后将发生振荡,导致隔震垫层还会发生掩埋破坏和掏底破坏;波流共同作用时,产生的影响比二者单独作用时更严重,对基础体系的正常工作产生严重影响。此外,通过分析交界面位置附近材料在冲刷过程中的滑动与滚动过程,认为颗粒材料的滑动和滚动是造成隔震垫层材料流失的主要原因。最后,对比分析了国内外抛石设计规范中的粒径计算方法,并在此基础上对垫层材料的设计提出建议。

液晶盒厚的均一性研究

根据液晶量的计算模型进行了理论模拟,基于模拟结果对各因子进行实验设计,并在实际生产中对提升盒厚均一性的方案进行了验证。实验结果表明,影响液晶盒厚均一性的关键因子是隔垫层、像素间段差和阵列基板侧段差,对盒厚工程能力指数的影响分别为0.9、0.8和0.6。在阵列基板侧使用有机膜可以将盒厚的工程能力指数提升0.6,采用交叉隔垫层可以将盒厚的工程能力指数提升0.9。降低彩膜侧段差最有效的方法是导入平坦层进行平坦化,高平坦性材料和普通材料的平坦层可分别将盒厚的工程能力指数提升0.5和0.2。

道路工程施工中土工布及土工格栅的应用

简要介绍在处理软土路基施工及防治路面裂缝施工中土工布及土工格栅的应用。