摘要：周期结构的带隙特性使得位于带隙频率范围内的振动或波动无法在结构中传播。基于该思想,设计了一种埋入式的地震表面波屏障以调控Rayleigh表面波的传播,并研究了该表面波屏障的主要设计参数及共振单元与支撑基础之间的连接约束关系等对弹性波频散曲线和表面波带隙形成的影响。结果表明:该埋入式的地震表面波屏障能够形成低频的表面波带隙,实现有效的衰减域;共振单元与支撑基础之间的约束关系会显著改变地震表面波屏障的频散曲线,不同的约束条件会影响表面波带隙的形成,甚至造成带隙的消失,在屏障设计与实现过程中应对影响两者发生相对运动的因素如摩擦力等进行考虑,进行合理设计。

摘要：针对轨道交通带来的环境振动问题,以表面波作为控制对象,通过在地表下周期浅埋填充管,设计了一种新式超表面型波屏障,并进行了系统的频散分析,传输特性仿真与实验测试,所得主要结论如下:由于填充管竖向共振与表面波间的强互相作用,表面波衰减域被打开,衰减域的作用频率及宽度与填充管的自振特性密切相关,可以通过材料与几何参数进行灵活调整;衰减域范围内,表面波得到了有效的控制,且随着周期数的增加,衰减域内减振效果逐渐提升,无论主、被动隔振,超表面型波屏障都可以起到良好的隔振效果;实验验证了超表面型波屏障减振的高效性,衰减域内平均插入损失可达9.8 dB,表面波向体波的模式转化是其主要作用机理;一定程度施工误差(≤10%)的引入不会影响衰减域内的减振效果,实验结果证明了超表面型波屏障减振具有高效性与鲁棒性;通过输入实测的地铁环境振动信号,超表面型波屏障应用于环境减振的可行性也得到了初步验证。超表面型波屏障具有减振高效稳定、设计灵活和施工便利的优势,在轨道交通环境减振领域具有良好的应用前景。

摘要：周期结构具有带隙特性,位于带隙频率范围内的振动或波动无法在结构中传播。该文针对土体存在覆层的情况,设计了周期部分埋入式Rayleigh表面波屏障,讨论了不同覆层厚度、波屏障不同埋入深度对带隙的影响,并对El Centro地震波进行了频域响应分析。结果表明,部分埋入工字型截面板式波屏障对El Centro地震波有较好的隔震效果。

摘要：地震表面波振幅大,频率低,传播距离远,对结构的危害大。该文设计了基于均匀半无限土壤基体的正方点阵周期十字空沟Rayleigh表面波屏障。利用有限元方法对屏障的能带结构、频域响应进行了数值模拟,探讨了波屏障结构参数对表面波完全带隙的影响,并对Oroville地震表面波进行了地震动时程分析。结果表明:周期十字空沟表面波屏障在低频区能够形成有效衰减域,对Oroville地震表面波有非常好的隔震效果。

摘要：针对低频Rayleigh表面波,设计了部分埋入式工字形截面周期波屏障。利用有限元方法计算了结构的频散曲线,分析了带隙的形成机理,讨论了屏障埋入土体深度和截面参数对带隙的影响,在此基础上设计了具有低频超宽衰减域的梯度及分段梯度波屏障并计算了其传输谱。结果表明:周期波屏障存在较宽带隙,板埋入深度和端部尺寸是影响带隙的关键参数,通过参数调节可实现不同频段Rayleigh波的调控。工字形变截面波屏障比等截面具有更优越的隔震性能且节省材料。梯度及分段梯度波屏障显著拓宽了衰减域的频率范围,对1.5~20 Hz范围内的Rayleigh表面波实现了全覆盖,用小尺寸控制了大波长。

摘要：针对覆层土体远场Love波隔震,利用周期结构的带隙特性,设计了一种部分埋入土体的工字型截面板式周期表面波屏障,并对周期波屏障的隔震性能进行了分析。利用有限元方法数值模拟了覆层半空间中波屏障的频散关系和频率响应。分析了不同的土层厚度和周期屏障的埋入深度以及土体参数对屏障隔震作用的影响,给出了低频区(第一条带隙)存在宽频带隙时屏障埋入深度与覆层厚度应满足的条件。最后通过数值模拟验证了波屏障对Oroville地震表面波的屏蔽作用。研究结果表明,所设计的表面波屏障对于40 Hz以下的Love波具有较好的阻隔作用,总带隙宽度可达26 Hz,可使Oroville地震表面波加速度衰减达90%左右。波屏障的埋入深度与覆层厚度满足2d_(1)-4≤h_(b)≤0.8d_(1)+0.25时,可在低频区获得宽频带隙。土体剪切模量对屏障隔震性能的影响与屏障埋入土体深度密切相关,且在低频区和高频区(第二条带隙)截然不同。当场地土体参数发生改变时,通过调整屏障埋入深度可以在低频区有效调节衰减域的频率范围,实现对Love波的传播控制。