WIB在动力机器荷载激励下的远场被动隔振分析

为研究波阻板在动力机器荷载作用下的被动隔振效果,通过数值模拟的方法,建立了动力机器基础-WIB-土体的三维有限元模型,计算分析动力机器激振作用下埋置波阻板对远场地表振动传递阻隔的效果,研究不同参数条件对波阻板隔振效果的影响。结果表明:竖向动力机器荷载作用下,在被保护体下方地基中设置波阻板对地表竖向和水平向振动具有一定的阻隔作用,整体隔振效果竖向优于水平向;调整波阻板厚度、宽度及埋深均对被动隔振效果有影响,随波阻板厚度增加,波阻板上方地表的隔振效果基本呈增加趋势;波阻板宽度增大对上方地表振动的阻隔区域有扩张趋势,达到4倍瑞利波长则会明显放大波阻板区域的地表振动;波阻板浅埋时能够有效阻隔振动波,波阻板后方地表的隔振效果明显优于波阻板上方。

竖向激振力下WIB-Duxseal联合隔振试验研究

轨道交通、动力机器、爆破施工及打桩等人工振源会对邻近建筑物的正常使用、精密仪器的加工和使用及人们的生活产生危害,环境振动控制已成为土动力学研究的热点。提出一种带孔波阻板填充Duxseal的联合隔振方法(简称DXWIB),并对其在0~3 s简谐垂直激励下的隔振性能进行现场试验,对比测试DXWIB隔振体在不同嵌入深度、厚度、激振力和激振频率下的地面振动加速度,分别计算了加速度和位移的均值、幅值,并绘制了AR曲线。试验结果表明:与水平方向相比,DXWIB屏障对地表竖向振动的隔振效果较优;DXWIB屏障隔振效率随距离变化不均匀,地基中埋置DXWIB时,地表位移振幅衰减系数均小于1;与DXWIB厚度、激振力和激振频率等影响因素相比,DXWIB顶面距地表距离对隔振效果的影响最为显著,并存在最佳埋置深度和临界厚度;DXWIB改善了WIB只适用于10 Hz以下低频减振特性,提高了减振的频宽,从试验数据来看,在5~70 Hz频率下均有良好的隔振效果。

WIB用于地铁引发低频振动的减振分析

随着城市建设发展,城市轨道交通引发的场地振动已经严重影响到人们的日常活动和实验室精密仪器的使用,因此,有必要开展交通荷载引起振动的减振措施研究。已有研究表明,WIB(即Wave Impeding Block-波阻块)对于地表荷载引起的振动有较好的隔振效果。本文探讨WIB对地铁荷载引起振动的减振效果,建立了列车-隧道-地基的计算模型,其中,将地铁移动荷载简化为沿隧道向前移动的移动荷载列,计算了埋设WIB前后场地土的振动,对比分析了WIB的埋深对减振效果的影响。结果表明,WIB对于地铁运行产生的低频振动,具有良好的减振效果。

弹性层状土体中波阻板(WIB)减振效果的边界元传递矩阵法分析

采用边界元传递矩阵法,研究了层状土体中埋置波阻板(WIB)对条形简谐荷载振动的减振效果.土体为层状弹性半无限空间,波阻板埋置在层状土体中,通过计算层状土体中不同观察点的插入耗损,分析波阻板的减振效果.数值结果表明:波阻板对低频有较好的减振效果,但当振动波长相对于波阻板的埋深、宽度较小时,对于某些频率的振动,较远处的观察点有频率放大现象.

高速铁路路堤中WIB减隔振效果研究

为研究高速铁路路堤中WIB(波阻板)的减隔振效果,构建了简易的铁路路堤原理性试验模型,获得了在WIB底面与路堤顶面垂直间距不同时、在路堤面上的简谐荷载作用下引起的振动波在模型表面的传播衰减规律,分析了铁路路基中WIB底面与路堤顶面垂直间距不同时的减隔振效果;构建了高速铁路路基三维动力数值仿真分析模型,并进行对比分析,验证了模型试验的合理性。结果表明:在高速铁路路堤的基床底层中设置WIB,越靠近路堤顶面,减隔振效果越好;在基床底层的顶面设置WIB的减隔振效果优于在基床表层设置WIB。

350 km/h高速铁路隧道行车振动的波阻板隔振特性研究

地下铁路行车速度的提高对车致环境振动的控制提出了更高的要求。围绕350 km/h高速铁路隧道行车诱发的振动问题开展研究。基于车辆—轨道耦合动力学理论和有限元方法,构建了地下铁路车致振动预测模型,并通过现场振动试验验证其准确性。通过数值计算详细探讨了波阻板(wave impeding block,WIB)宽度、埋深和材料属性对隔振性能的影响。研究表明,隧道上方土体中设置水平WIB可显著降低行车引发的地面振动。特别地,当WIB布设位置靠近振源较近时,对5 Hz以上的振动成分呈现出显著的隔振效果。同时,WIB宽度、埋深与其隔振性能直接相关,但过大的宽度和埋深可能导致远场地面振动增强;多孔聚苯乙烯波阻块相较于橡胶、细砂及C30混凝土展现出最佳的隔振性能,特别是在5~200 Hz的振动频率范围内有较好隔振效果。

周期结构波阻板的带隙特性研究

波阻板(WIB)常被埋置于动力机器、轨道及路基下方以减小人工振源产生的振动。但波阻板受土层截止频率的制约(只有振源频率低于该截止频率时,波阻板才能起到隔振效果)隔振频带较窄,而振源频率成分往往复杂,低、中、高频均有分布。为克服波阻板隔振频率依赖于土层截止频率的技术缺陷,根据声子晶体原理,提出一种周期结构波阻板(Periodic Structural WIB,PSWIB)。理论和数值计算均表明:周期结构波阻板具有带隙特性,有限周期结构波阻板所得衰减区与无限周期波阻板带隙范围一致,振动衰减区内最大振幅衰减分别可达47dB和65dB。相比传统波阻板,周期结构波阻板突破了土层截止频率的制约,并且可根据振源特性设计其组成参数实现对目标频率振动的隔离。

空沟-波阻板联合隔振屏障的试验研究与数值分析

采用模型试验和数值模拟相结合的方法研究了空沟-波阻板联合隔振屏障对竖向简谐荷载的隔振效果。首先,对比了空沟-波阻板联合屏障与空沟屏障的隔振效果,试验结果表明:空沟-波阻板联合屏障在各个激振频率下的隔振效果均优于空沟屏障,在低频段最为明显。然后,结合完全匹配层吸收边界,利用COMSOL建立了简谐荷载作用下弹性半空间中设置空沟-波阻板联合隔振屏障的三维有限元模型,并通过加速度振幅衰减系数来评价隔振效果,研究了空沟-波阻板联合屏障的几何参数对其隔振效果的影响。结果表明:空沟-波阻板联合屏障的几何参数对其隔振效果影响较大。其中,空沟深度越大,隔振效果越好,但在频率较低时有所不同;波阻板深度以及屏障长度越大,联合屏障的隔振效果越好。此外,空沟-波阻板联合屏障更适用于近场主动隔振。

轨道交通荷载下饱和地基中波阻板主动隔振研究

对列车-轨道子结构进行简化计算,基于薄层法原理推导了饱和地基的三维动力基本解答,为降低薄层法的计算深度,提高计算效率,对饱和半空间的刚度矩阵进行二阶Taylor级数展开,得到了饱和土的旁轴边界作为薄层法的底部边界;基于饱和土频域边界元法,建立了以薄层法基本解作为动力Green函数的饱和土半解析边界元法。对三维饱和地基模型的WIB主动隔振体系进行了详细的参数研究,得到了轨道交通荷载作用下饱和地基WIB主动隔振的规律。分析结果表明:在轨道交通荷载作用下,在饱和地基设置WIB隔振体系有显著的隔振效果;增加WIB的剪切模量、厚度和宽度均可提高WIB隔振效果,且仅需较小的尺寸即可实现。

列车荷载下竖向非均匀地基波阻板主动隔振分析

对列车模型简化计算,基于薄层法研究波传播问题高效性与边界元法处理无限域问题精确性,建立薄层法基本解答作为格林函数边界元法。针对三维竖向非均匀地基模型,对WIB主动隔振体系进行参数研究。结果表明,在轨道交通荷载作用下,增加WIB剪切模量、厚度、宽度及选较小埋深均可增大WIB隔振体系隔振效果;非均匀系数对隔振效果略有影响。

地铁移动荷载作用下准饱和地基振动特性及隔振研究

根据2.5维有限元理论,将地基假设为准饱和地基,建立地铁列车-轨道-隧道衬砌-分层准饱和地基2.5维有限元模型,研究准饱和地基饱和度变化对地铁列车运行产生的地面振动响应的影响规律,并分析了准饱和地基饱和度对波阻板隔振性能的影响。结果表明:准饱和地基饱和度减小使地面振动加速度、水平x方向、竖向z方向位移幅值有一定程度减小;随着距离轨道中心距离增加,饱和度对地面振动响应的影响越明显;准饱和地基饱和度减小,波阻板对x方向隔振性能增强,对z方向隔振系数减弱;波阻板对地铁移动荷载产生的低频振动有较好隔振性能。

基于荧光信号的大气生物气溶胶测量方法探讨

使用双波段荧光生物气溶胶检测仪(WIBS-4A)于2015年夏季在深圳城市点进行了大气在线观测,得到3个不同荧光通道上(FL1、FL2和FL3)的荧光粒子数浓度分别是0.41cm^(-3),0.61cm^(-3)和0.24cm^(-3).根据荧光阈值将粒子分为7种类型,其中Type B和Type ABC是最丰富的类型,数浓度均值分别是0.214cm^(-3)和0.202cm^(-3).不同类型粒子日变化不同,总体表现为日间低值,晚间高值的特征.Type ABC粒子粒径峰值主要出现在2.2μm,其余粒子主要峰值集中在1.1μm.进一步讨论了非生物成分对生物气溶胶监测的影响,利用黑碳、乙腈和m/z44等污染来源示踪物与不同类型荧光粒子的相关分析和主成分分析,发现多种粒子受到不同非生物性成分的影响,但Type C受到的影响很小,平均浓度为0.016cm^(-3),可能代表真实的生物气溶胶浓度水平.本研究表明在城市环境中,非生物性化合物对基于荧光检测的生物气溶胶结果有较大影响.

Duxseal隔振性能数值分析与现场试验研究

将一种称为Duxseal的工业填料用于自由场主动隔振,发展了一种带孔波阻板(WIB)填充Duxseal的隔振方法,即Duxseal-WIB隔振系统。采用薄层法基本解答作为格林函数的三维半解析边界元法,分析了Duxseal的隔振效果及性能,并对提出的Duxseal-WIB隔振系统进行了现场试验。结果表明,采用Duxseal作为主动隔振屏障可以有效起到振动隔振作用,对距离振源较远处地表位移的隔振效果优于距离振源较近处;土质参数的变化对Duxseal的隔振效果具有显著的影响;在一定范围内增加Duxseal直径、厚度或埋深均可有效提高其隔振效果,其中Duxseal顶面距地表埋深的影响尤为显著;此外,与传统WIB对比,Duxseal-WIB隔振效果较高且相对平稳,在列车运行250 km/h条件下,距离振源中心12 m处测振点X、Y、Z向的地表隔振可分别达到40%、39%和51%。

饱和地基上列车运行引起的地面振动隔振分析

利用推导出的频域内饱和土的以土骨架位移u和孔隙水压力p表示的u-p格式的2.5维有限元方程,分析列车低速和高速运行条件下不同隔振措施的隔振效果,包括空沟、填充沟(混凝土墙)和混凝土板(波阻板)。其中轨道被简化为饱和地基上的Euler梁,通过沿轨道方向的波数变换将三维空间问题降为平面应变问题,对求解的结果进行Fourier反变换,获得三维时域-空间域内的解。研究表明:弹性地基和饱和地基上设置空沟和填充沟隔振效果相差不大,而设置波阻板隔振效果存在较大差异。列车低速运行时,空沟基本无隔振效果,填充沟在一定范围内有隔振效果,波阻板隔振效果最好;列车高速运行时,空沟在较大沟宽和较深沟深条件下才能达到较好隔振效果,填充沟和波阻板只需较小尺寸就能达到理想的隔振效果。

二维层状地基波阻板隔振分析

为了研究层状地基中波阻板的隔振效果,基于薄层法在研究层状介质中波的传播问题的高效性、边界单元法处理无限域问题的精确性,结合两种方法的优点,本文采用以薄层法层状半空间基本解答作为格林函数的边界元法,分别对上软下硬和上硬下软两种层状半空间地基中波阻板的隔振效果进行分析。研究表明:增加波阻板的厚度、提高波阻板的弹性模量可以显著提高隔振效果;分层土体厚度和土性对于水平和竖向的位移振幅衰减系数有较大影响。

Gibson地基波阻板隔振分析

采用薄层法层状半空间基本解答作为格林函数的边界元法,对Gibson地基三维波阻板(WIB)隔振设计进行了详细的参数分析。结果表明Gibson地基内采用WIB隔振有较好的隔振效果;应保证WIB具有合理的宽度和较小的埋深;增加WIB的厚度和模量是提高隔振效果的最有效的两种措施;此外地基竖向模量变化对WIB隔振效果也具有一定的影响。本文的研究成果对于WIB隔振设计的推广使用具有重要意义。

波阻板隔振设计方法及优化

从实际应用的角度出发,提出波阻板(WIB)的设计方法及其优化设计:假设WIB均为圆板,详细研究了在经济投入一定(某强度等级的WIB混凝土体积不变)的情况下,如何合理确定圆形混凝土WIB的厚度与直径之比(厚径比),以使隔振效果达最佳。

二维地基中空沟-波阻板联合隔振屏障分析

针对地基隔振控制,提出了一类新型的空沟-波阻板联合隔振屏障,并对其隔振性能进行了数值分析。首先,利用复伸展坐标变换,在频域内建立了完全匹配层(perfect matched layer, PML)吸收边界的控制方程;其次,利用Galerkin近似技术,给出了以位移为基本未知量的二阶非分裂格式PML的频域有限元计算列式;最后,通过数值算例分析了空沟-波阻板联合隔振屏障的物性参数(地基与波阻板的模量比)、几何参数(空沟深度、波阻板深度)以及载荷参数(振动波频率)等对其隔振性能的影响规律。结果表明,空沟-波阻板联合隔振屏障结合了空沟和波阻板各自的优势,可以有效地控制不同频率振源引起的地基振动。

四环素类抗生素微观分子特性的理论研究

采用密度泛函理论(DFT),选用B3LYP/6-311G (d,p)计算水平,对四环素、金霉素、地霉素、多西环素以及土霉素等四环素类抗生素进行理论模拟与计算,并对其结构参数、以及构型全优化后的震动频率、前线分子轨道能级、电荷分布等分子特性进行模拟预测与分析。预期为四环素类抗生素的亲核反应位点研究提供重要的理论依据,为今后对四环素类抗生素分子构型及其微观特性提供重要的理论依据,同时为抗菌谱广、抗菌活性强并具备较好耐药菌抗生素的寻找提供了理论基础。

高架轨道系统的蜂窝波阻块隔振研究

城市高架轨道系统会引起环境振动,影响人们的工作和学习.首先使用有限元法建立车辆-轨道-桥梁有限元模型,求得列车通过高架轨道时桥墩对大地的动力作用;再使用大型通用有限元程序ANSYS建立蜂窝波阻块-大地耦合振动计算模型,对蜂窝波阻块的隔振效果进行了分析.研究表明:蜂窝块波阻块作为一种地屏障结构,能够很好的隔离由高架轨道引起的大地振动.