水平振动激励下的层状软土振动及其隔振分析.pdf

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1、第30卷第2期结构工程师V0I．3O．No．22014年4月StructuralEngineersApr．2014水平振动激励下的层状软土振动及其隔振分析张帅陈清军(同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海200092)摘要振动对环境的影响愈来愈严重，水平向振动及其隔振问题受到人们的关注。以上海市区某典型软土场地为背景，采用ANSYS软件建立分析模型，以水平向振动作为激励，分别进行了三维层状软土场地的振动反应特征分析，以及空沟隔振效果的二维和三维有限元分析，探讨了不同深度、不同位置的空沟屏障隔振效果。结果表明，空沟屏障隔振对地表振动有良好的隔振效果

2、，但空沟沟后会出现一个小范围的屏障失效区。关键词水平振动激励，层状软土场地，空沟隔振效果分析，有限元法AnalysisofVibrationandIsolationinLayeredSoftSoilsunderHorizontalVibrationExcitationZHANGShuaiCHENQingjun(StateKeyLaboratoryofDisasterReductioninCivilEngineering，Ton~iUniversity，Shanghai20092，China)AbstractGroundvibrationinduce

3、dbyman··madesourcesbecomesamoreandmoreseriousproblemforenvi—·ronment．Horizontalvibrationandreductionattractmoreattentions．Basedonenvironmentalvibration．thefi．niteelementmodeloftypicalsoftsoilsinShanghaiwassimulatedinANSYS．Themodelwassubjectedtothehorizontalvibrationexcitation．

4、Groundresponsesofthree．dimensionallayeredsoilswereobtainedandtheiSO．1ationeficiencyofopentrenchwithvariousdepthandlocationwasinvestigated．Itisshownthatthetrenchiseficientforisolatingthegroundvibration，butthebarrierfailureoccursinasmall—scaleareabehindthetrench．Keywordshorizont

5、alvibrationexcitation，layeredsoftsoil，isolationeficiencyofopentrench，finiteelementanalysis在地基中设置屏障隔振是振动污染治理的一1引言种有效方法。隔振屏障具有多种形式，其中，空沟具有设置简单、造价低、隔振效果好等优点，在隔随着现代工业的迅速发展和城市规模的日益振工程中应用较多。国内外学者对空沟隔振做过扩大，振动对城市生活环境和工作环境的影响引大量数值模拟及试验研究。文献[1]对空沟竖向起了人们的普遍注意。工厂中的机器和设备会引隔振进行了三维有限元模拟，运用接触

6、元及非线起附近地面振动，地面振动以波动形式传播向周性土体本构模型以获得较为接近实际的结果，si—围的建筑物，对周围环境造成种种不良影响。工vakumarBabu等就空沟隔振效果的数值模拟结果业设备振动源种类多、数量大、分布面广，而且是和试验结果进行了对比，高广运等对层状地基多发性的、经常性的，它对居民日常生活的影响已中空沟屏障竖向隔振效果进行了数值分析。成为一种不可忽视的环境公害。然而，只有少量文献分析了空沟对水平振动收稿日期：2013—07—22基金项目：科技部国家重点试验室基础研究资助项目(SLDRCE08一B一03)联系作者。Email：im

7、zhangshuaione@126．conStructuralEngineersVo1．30，No．2·68·EarthquakeandWindResistance的隔振效果，对于层状软土中空沟的隔振效果研Ⅲ=d=[(1—)a+Ⅲ]△(5)究则更少。本文以上海市区某典型软土场地为背aⅢ=a+4at+[(1／2一)匆+ota”t础]At景，采用ANSYS软件建立分析模型，以典型大理(6)石排锯机作为水平向激励振源，进行三维层状软本文采用了Newmark隐式积分法，并取6=土场地的振动反应特征分析，以及空沟隔振效果0．5，=0．25的无条件稳定积分形式

8、。此时，积的二维和三维有限元分析，探讨不同深度、不同位分时间步长的选取只需考虑外荷载的影响。置的空沟隔振效果。3水平振动激