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周期性排桩和波屏障在土木工程减振中的运用与实践

摘要

生活中,各种振动影响着人们的日常生活,比如交通(公路、铁路和地铁)振动、施工(打桩、振揭、土的压实和爆破)振动、机器振动和地震动.这些振动影响人们的正常生活,甚至威胁到生命财产安全.因此,科学家正努力探求各种减振措施,比如,对环境振动起隔离作用的空沟、填充沟、排桩、各种隔振支座和其他隔振屏障等,这些减振措施很多情况下还能用于降低地震动灾害.在这些措施中,排桩结构被证明是一种行之有效的减振/隔振措施.排桩结构常常按多排、等间距布置,因此,在几何布置上,多排桩结构就具备了平面上的周期性.固体物理学研究发现,周期性结构具有频散特性,通过合理设计的周期结构,具备对某个频段弹性波的隔离能力,称这个频段为衰减域,意喻对该频段内的弹性波具有衰减作用.因此,可以将排桩结构和其他波屏障结构设计成周期性结构,利用其衰减域特性,实现对振动的抑制甚至隔离.另外,这类周期结构对于其他频段的弹性波具有特殊的导波性能,并在一定空间区域形成振动上的盲区.因此,利用其导波性能,可以拓宽周期结构的减振应用范围.

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