岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (12): 4087-4092.doi: 10.16285/j.rsm.2020.0484

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二维地基中空沟−波阻板联合隔振屏障分析

周凤玺1，马强2, 3，周志雄1   

  1. 1. 兰州理工大学 土木工程学院，甘肃 兰州 730050；2. 青海大学 土木工程学院，青海 西宁 810016； 3. 青海大学 青海省建筑节能材料与工程安全重点实验室，青海 西宁 810016
  • 收稿日期:2020-04-24 修回日期:2020-07-08 出版日期:2020-12-11 发布日期:2021-01-18
  • 通讯作者: 马强，男，1990年生，博士，副教授，主要从事土动力学与岩土工程抗震方面的研究。E-mail: maqiang0104@163.com E-mail:geolut@163.com
  • 作者简介:周凤玺，男，1979年生，博士，教授，主要从事岩土力学、结构振动方面的研究工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金（No.51978320，No.11962016）；甘肃省基础研究创新群体（20JR5RA478）。

2D analysis of vibration-isolation efficiency of an open trench-wave impedence block barrier

ZHOU Feng-xi1, MA Qiang2, 3, ZHOU Zhi-xiong1   

  1. 1. School of Civil Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou, Gansu 730050, China; 2. School of Civil Engineering, Qinghai University, Xining, Qinghai 810016, China; 3. Qinghai Provincial Key Laboratory of Energy-Saving Building Materials and Engineering Safety, Qinghai University, Xining, Qinghai 810016, China
  • Received:2020-04-24 Revised:2020-07-08 Online:2020-12-11 Published:2021-01-18
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(51978320, 11962016) and the Creative Research Groups of Gansu Province (20JR5RA478).

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摘要： 针对地基隔振控制，提出了一类新型的空沟?波阻板联合隔振屏障，并对其隔振性能进行了数值分析。首先，利用复伸展坐标变换，在频域内建立了完全匹配层（perfect matched layer, PML）吸收边界的控制方程；其次，利用Galerkin近似技术，给出了以位移为基本未知量的二阶非分裂格式PML的频域有限元计算列式；最后，通过数值算例分析了空沟?波阻板联合隔振屏障的物性参数（地基与波阻板的模量比）、几何参数（空沟深度、波阻板深度）以及载荷参数（振动波频率）等对其隔振性能的影响规律。结果表明，空沟?波阻板联合隔振屏障结合了空沟和波阻板各自的优势，可以有效地控制不同频率振源引起的地基振动。

关键词: 地基隔振, 空沟?波阻板, 隔振效果, 完全匹配层, 有限单元法

Abstract: In view of the control of ground vibration isolation, a novel type of vibration isolation barrier, open trench-wave impedence block barrier, is proposed. The vibration isolation performance is analyzed by numerical simulation. Firstly, the governing equation of a non-splitting perfect matched layer (PML) absorbing boundary is established in the frequency domain by using complex coordinate stretching. Secondly, using Galerkin approximation technology, the frequency-domain finite element method formula of the second-order non-splitting PML with displacement as the basic unknown quantity is given. Finally, through numerical examples, the influence of physical parameters (modulus ratio of foundation to wave barrier), geometric parameters (trench depth, wave impedence block depth) and load parameters (frequency of vibration source) on the vibration isolation performance are investigated. The results show that the open trench-wave impedence block barrier can effectively control the ground vibration caused by different frequency vibration sources.

Key words: ground vibration isolation, open trench-wave impedence block(WIB) barrier, vibration isolation effect, perfect matched layer(PML), finite element method

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