地铁邻近建筑的砂袋垫层基础隔振试验研究

以某地铁线路邻近的三层钢筋混凝土框架结构为原型,通过建立1/8缩尺模型开展了地铁激励下的砂袋垫层基础隔振试验,分析和预测了应用砂袋垫层提高楼盖竖向振动舒适度的有效性。相似比设计和模型试验的结果表明:(1)缩尺模型结构的混凝土弹性模量和楼盖的竖向自振频率均符合相似比要求,且砂袋的竖向刚度与其几何尺寸直接相关,能符合隔振频率的相似性要求,因此模型试验能真实反应原型结构和隔振层的动力特性;(2)砂袋的抗压刚度远小于上部结构的柱子轴压刚度,应用砂袋形成的基础隔振层对提升地铁邻近建筑的室内舒适度效果明显,其中五层砂袋叠放时,可使地铁激励下原型建筑楼盖的1/3倍频程分频振级最大减小约28 d B;(3)砂颗粒间的摩擦耗能机理使得砂袋垫层基础隔振结构对低频环境振动的抗干扰性更强,可有效控制道路交通环境振动造成的负面影响,因此其适用范围更广。

砂袋垫层减隔震与抗液化性能振动台试验研究

结合某三层框架结构村镇建筑,开展了1/10缩尺模型振动台试验研究,检验了砂袋垫层的水平向减隔震性能,并与传统砂垫层作了比较。再通过砂袋垫层的足尺模型振动台试验,分析了其抗液化性能。结果表明:(1)砂袋的叠放层数越多时,地基的隔震频率越低、阻尼比越高,其隔震频率远小于传统砂垫层;(2)砂袋垫层对Ⅰ类场地的水平向地震波具有明显隔震效果,对Ⅱ～Ⅳ类场地具有一定减震效果,四种场地条件下的振动控制效果均明显优于传统砂垫层;(3)包装袋的约束效应使得砂袋垫层具有较好的抗液化性能,可进一步保证地震作用下的地基安全。因此,可应用砂袋垫层替代砂垫层,推广应用于地震区的村镇建筑。

轨道交通邻近建筑的砂袋垫层多维隔振试验研究

修建了足尺隔振建筑模型,通过现场试验分析了砂袋垫层对竖向和水平向多维轨道交通环境振动的实际隔振效果.结果表明:(1)砂袋垫层的压缩和剪切模量较小,且等效阻尼比较大;(2)应用砂袋垫层后,隔振频率远低于楼盖竖向和建筑物水平向的自振频率,且远离轨道交通环境振动的主振频率;(3)应用砂袋垫层隔振措施后,建筑室内的竖向和水平向加速度峰值减幅分别达79%和60%;(4)与此同时,室内的竖向振动1/3倍频程分频振级减小近15dB,水平向分频振级减小近12dB.由此可知,砂袋垫层可显著提升轨道交通多维激励下邻近建筑的室内舒适度.

砂袋垫层抗液化性能振动台试验研究

结合自制水平向振动台和足尺砂袋垫层,试验研究了砂袋垫层的抗液化性能及其影响因素,并与传统砂垫层做了比较。试验结果表明:1)砂袋垫层与砂垫层的孔隙水压力,在陡增时刻和变化趋势方面均相同,但砂袋垫层因内部颗粒不易松散,具有明显抗液化性能;2)砂袋垫层所处位置越深时,包装袋约束作用更强,其抗液化性能越好;3)砂袋尺寸越大时,越靠近中部和顶部位置,包装袋的约束作用越小,孔隙水压力增长越快且越接近临界状态;4)砂袋垫层抗液化性能与包装袋的防水性能无关,外部孔隙水压增加时,对内部基本无影响。

砂袋垫层的竖向承载力试验研究

结合足尺砂袋垫层开展竖向压缩试验,从叠放层数、砂袋尺寸、包装袋抗拉强度、含水率和颗粒级配五个角度,分析砂袋垫层的竖向承载力影响因素和机理。结果表明：1）在层数较少时,砂袋叠放层数对垫层的竖向承载力影响显著,承载力随层数的增大而快速降低,随着层数进一步增加,竖向承载力趋于稳定;2）减小砂袋尺寸可使包装袋表面的应力分布均匀化,有助于提高抗压承载力和压缩模量;3）包装袋抗拉强度直接影响砂袋垫层的抗压承载力和压缩模量,增加包装袋抗拉强度可大幅提升抗压承载力;4）含水率影响三相介质的组成比例,只对砂袋垫层的初始压缩模量有较大影响,对后期压缩模量和抗压承载力均无影响;5）颗粒级配只对砂袋垫层的压缩模量有一定影响,并且均匀级配砂袋垫层略小于单一级配,但对承载力无影响。砂袋垫层可满足一般多层建筑的竖向承载需求,但应注意可能对上部结构的不均匀沉降产生不利的影响。