第36卷第4期2023年8月振动工程学报JournalofVibrationEngineeringVol.36No.4Aug.2023简谐荷载作用下非饱和土地基中波阻板隔振效果研究张猛1,马强1,2(1.青海大学土木工程学院,青海西宁810016;2.青海省建筑节能材料与工程安全重点实验室,青海西宁810016)摘要:鉴于非饱和土地基振动问题的普遍性和复杂性,环境振动下非饱和土地基振动控制已成为土动力学的研究热点。基于单相弹性介质和非饱和多孔介质理论,对简谐荷载作用下非饱和土地基中设置单相固体波阻板的隔振效果进行了研究。考虑地表排水排气的边界条件,利用Fourier积分变换和Helmholtz矢量分解原理,建立了动荷载作用下地基动力响应的计算列式。分析了非饱和土地基中土体饱和度、荷载频率、波阻板的埋深、厚度以及弹性模量对其隔振性能的影响规律。结果表明:非饱和土地基中设置波阻板能够取得很好的隔振效果。地表位移幅值随饱和度和波阻板埋深的减小而显著降低,随荷载频率、波阻板的厚度和弹性模量的增大而明显减小。关键词:非饱和土地基;波阻板;隔振效果;动力响应中图分类号:TU435文献标志码:A文章编号:1004-4523(2023)04-1136-10DOI:10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2023.04.027引言随着城镇化建设和现代化工业的迅速发展,各种人工振动引起的振动污染愈加频繁,如轨道交通、爆破等工程活动工作时产生的振动对各种精密仪器的正常运作以及人们的生活环境和工作环境产生了诸多不利影响。因此,对人工振动引起的振动传播过程和地基的振动规律进行分析研究,从而找到有效的减振隔振措施具有重要的实际意义,隔振理论和方法成为土动力学研究的热点。在既有振源与保护区之间设立屏障来切断弹性波的传播路径,消耗振动能量,降低振动幅度,是目前国际上普遍采用的隔振措施。Woods[1]最早通过现场原位试验对远场被动隔振和近场主动隔振进行了研究,提出了屏障隔振设计的基本准则,给出了衡量屏障隔振效果的系数——振幅衰减系数。之后国内外的学者对各种隔振屏障的减隔振性能开展了大量的研究工作[2⁃12]。根据隔振屏障的形式,高广运[12]按几何特性进一步将屏障分为连续屏障(如空沟、填充沟等)和非连续屏障(如桩列和板桩等)。除了以上所述的屏障隔振外,另一种可供选择的隔振屏障是在振源或被保护结构下一定深度内埋置波阻板进行隔振。Chouw等[13]最先分析了弹性地基中波阻板主动和被动隔振效果,并对填充沟和波阻板的被动隔振效果进行了对比分析,结果表明波阻板的隔...