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地铁振动作用下橡胶砂隔振屏障的应用研究
| 论文题名： | 地铁振动作用下橡胶砂隔振屏障的应用研究 |
| 关键词： | 地下铁路;隔振屏障;橡胶砂;减振作用 |
| 摘要： | 地铁在缓解地面交通拥堵问题上有着重要的作用，但地铁振动给沿线居民的身心健康和科研机构的精密仪器带来了严重不利影响；另外，我国废旧轮胎产量现已位居世界首位，成为了我国社会面临的主要废弃物之一。因此，如何有效地减少地铁振动带来的环境影响和合理回收利用废旧轮胎已经成为了严峻的课题。 减少地铁运营引起的振动，设置隔振屏障就是一种比较有效的方法，同时，经过物理加工将废旧轮胎制成橡胶颗粒与砂混合形成橡胶砂应用于工程建设中，是解决资源浪费的重要途径，并且橡胶砂具有低剪切模量和高阻尼比特性，有利于发挥其减隔振性能，所以本文将橡胶砂应用于地铁振动作用下的隔振屏障，研究橡胶砂作为地铁振动隔振材料的静动力学性能和地铁振动作用下橡胶砂屏障的隔振规律。论文研究内容和主要成果如下： 1、通过三轴固结排水试验和弯曲元试验，研究了橡胶砂的静动力学性能，结果表明，在有效围压一定情况下，随着橡胶含量的增大，应力-应变曲线由应变软化型逐渐转变成应变硬化型，橡胶砂的初始模量降低，混合物由应变剪缩-剪胀型逐渐变成剪缩型，破坏偏应力、内摩擦角减小，剪切波速Vs、最大剪切模量Gmax呈下降趋势；橡胶含量一定下，橡胶砂随着有效围压的增加，初始模量增大和剪缩特性更加明显，剪切波速Vs、最大剪切模量Gmax增大。 2、通过落锤冲击试验，研究了冲击荷载作用下橡胶砂的隔振规律。试验结果表明：随着橡胶含量和厚度的增大橡胶砂的隔振性能更好；在橡胶含量为20%时，总结了厚度100mm为橡胶含量20%橡胶砂的最优厚度。 3、通过MIDAS GTS NX有限元软件建立地铁列车-轨道-隧道-土层-隔振屏障有限元模型，研究了地铁振动作用下橡胶砂屏障的隔振规律，考虑了地基土类型（坚硬土、中硬土、中软土、软弱土）、深度、宽度、位置下橡胶砂屏障的隔振规律，并对比了空沟屏障的隔振规律。结果表明：空沟不管在何种地基土中其隔振效果都是最好的；橡胶砂屏障在坚硬土中的隔振效果是最好的，隔振效果集中在30~60Hz频段范围内，且配比30%比0%橡胶砂隔振效果好，并引入波阻比进行解释；橡胶砂、空沟屏障在屏障深度大于12m时，继续增加屏障的深度h并不能很有效增加隔振效果；对于空沟屏障，屏障的隔振效果并没有随着宽度的增加而发生明显的变化，对于橡胶砂屏障，增加屏障宽度w使隔振效果变好；空沟和橡胶砂屏障后的振幅衰减随着位置的变化并没有明显的变化；总结空沟和橡胶砂屏障平均振幅衰减系数简化隔振表达式分别为(A)r=0.212H-0.84、(A)r=LsLa。 |
| 作者： | 许才龙 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 宋金良 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广州大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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