土-基礎的振動與隔振

第一章緒論

第二章彈性波的傳播

第一節(jié)彈性波概述

第二節(jié)彈性波的傳播

第三章土—基礎的動力特征參數(shù)

第一節(jié)土—基礎動力剛度概述

第二節(jié)地基的動力剛度系數(shù)

第三節(jié)土—基礎的輻射阻尼

第四節(jié)剛體基礎的動力影響深度

第四章土—樁一基礎的動力特征參數(shù)

第一節(jié)土一樁一基礎的動力剛度與阻尼概述

第二節(jié)群樁的豎向剛度與阻尼

第三節(jié)群樁的回轉(zhuǎn)剛度與阻尼

第四節(jié)群樁的水平剛度與阻尼

第五節(jié)群樁的水平與回轉(zhuǎn)剛度和阻尼系數(shù)曲線圖

第六節(jié)群樁的水平與回轉(zhuǎn)剛度與阻尼系數(shù)工程實例

第七節(jié)討論與分析

第五章土—基礎的振動

第一節(jié)土—基礎的動力模型

第二節(jié)土—基礎的振動

第三節(jié)土—基礎振動計算分析

第四節(jié)工程實例

第六章地基與結(jié)構(gòu)的動應變及其振動損傷

第一節(jié)概述

第二節(jié)基本原理

第三節(jié)地基土產(chǎn)生動應變后的剪變模量弱變

第四節(jié)古建筑的波動變形振損

第五節(jié)工程實例

第七章人為地面振動的傳播與衰減

第一節(jié)概論

第二節(jié)地面彈性波的衰減

第三節(jié)鐵路振源引起的地面振動衰減

第四節(jié)道路行車波源引起的地面振動

第五節(jié)地鐵波源引起的地面振動傳播

第六節(jié)打樁波源引起的地面振動傳播

第七節(jié)地面振動水平與豎向分量衰減

第八節(jié)地面振動的若干特殊情況

第八章地面波障隔振

第一節(jié)概述

第二節(jié)波障的結(jié)構(gòu)選型

第三節(jié)地面波障的厚度設計——屏障透射效應

第四節(jié)地面波障的深度設計——波障的衍射效應

第五節(jié)地面波障的寬度設計——波障的衍射效應

第六節(jié)柔性波障的吻合效應

第七節(jié)地面波障現(xiàn)場實測與工程實例

第八節(jié)以打樁順序作為隔振波障的設計

第九節(jié)基礎與基礎板隔振

第九章隔振設計

第一節(jié)隔振設計概述

第二節(jié)主動隔振設計

第三節(jié)被動隔振設計

第四節(jié)隔振器及阻尼器

參考文獻2100433B

《土-基礎的振動與隔振》中包括了許多非常珍貴的資料，可供從事結(jié)構(gòu)工程、巖土工程、振動控制專業(yè)的工程技術(shù)人員、高等院校師生參考。

振動控制隔振

隔振是利用振動元件間阻抗的不匹配，以降低振動傳播的措施。隔振技術(shù)常應用在振動源附近，把振動能量限制在振源上，不向外界擴散，以免激發(fā)其他構(gòu)件的振動；也應用在需要保護的物體附近，把需要低振動的物體同振動環(huán)境隔開，避免物體受振動的影響。采取隔振措施主要是設計合適的隔振器。隔振的原理是把物體和隔振器（主要是彈簧）系統(tǒng)的固有頻率設計得比激發(fā)頻率低得多（至少低3倍）;但對高頻振動要注意把隔振器的特性阻抗設計得與連結(jié)構(gòu)件的特性阻抗有很大變化（至少差3倍）。為此,隔振器如用鋼絲彈簧，還要墊上橡皮、毛氈等作的墊子。在隔振器的設計中，還應該考慮阻尼的作用。對啟動過程中變速的機械，設計隔振器時應加阻尼措施，以免經(jīng)過共振頻率時振動過大。

振動控制阻尼

阻尼是通過粘滯效應或摩擦作用把振動能量轉(zhuǎn)換成熱能而耗散的措施。阻尼能抑制振動物體產(chǎn)生共振和降低振動物體在共振頻率區(qū)的振幅，具體措施就是提高構(gòu)件的阻尼或在構(gòu)件上鋪設阻尼材料和阻尼結(jié)構(gòu)。如近年來研制成的減振合金材料，具有很大的內(nèi)阻尼和足夠大的剛性，可用于制造低噪聲的機械產(chǎn)品。 　另外，在振動源上安裝動力吸振器，對某些振動源也是有效的降低振動措施。對沖擊性振動，吸振措施也能有效地降低沖擊激發(fā)引起的振動響應。電子吸振器是另一種類型的吸振設備。它的吸振原理與上述隔振、阻尼不同，它是利用電子設備產(chǎn)生一個與原來振動振幅相等、相位相反的振動，來抵銷原來振動以達到降低振動的目的（見有源降噪）。

振動控制隔振和阻尼的關(guān)系

一般情況下，隔振設備和阻尼設備的功能是差不多的，兩者是相輔相成的，所以在選型的時候，一定要挑選合理的平衡點。在某些強振動環(huán)境中，采取若干振動防護措施，也能消除或減輕振動對人的危害 。2100433B

介紹

為減小動力機器振動對周圍的人員、建筑物和精密儀表設備的影響，需要對動力機器或?qū)軆x表設備采取隔振措施。研究重點是：分析振源類型和提出隔振措施。

振源 ?、偃斯ふ裨?。機器運轉(zhuǎn)、車輛行駛、人類活動等因素引起的振動。人工振源的振幅變化較大，但隨著距振源距離的增加而迅速減小，振動頻率的變化范圍較大。②地面脈動。由大自然及地殼內(nèi)部的各種變化因素，以及遠處各種振動迭加傳來的振動。地面脈動的振幅和振動頻率具有隨機變化的特性，振幅一般在十分之幾至百分之幾微米的范圍內(nèi)變化，振動頻率大都在2～3赫左右。

隔振設計依據(jù) ?、俅_定容許振動值。為保證周圍建筑物的安全,保證精密儀器和精密儀表的正常工作,需要分別確定動力機器（如鍛錘、壓縮機等）及精密儀表的容許振動值。目前，對各種動力機器已規(guī)定了適用于各種條件的容許振動值。至于精密儀表和設備的容許振動問題比較復雜，現(xiàn)在還缺乏統(tǒng)一標準。中國已對各種類型的精密儀表和設備進行了大量的現(xiàn)場實測和試驗，并采用平穩(wěn)化隨機函數(shù)理論，對上述試驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析，作出了按振幅和速度衡量的兩種分級標準。②根據(jù)廠區(qū)內(nèi)外的環(huán)境振動，查明有害振源。因為并非所有的機器都產(chǎn)生有害影響。如各種機床的振動僅在同一車間傳播，很少通過圍土傳播給相鄰的建筑物。③量測各種設備的振動影響范圍。因為即使同樣一種振動設備，由于場地的地質(zhì)條件和基礎形式的差異，也會產(chǎn)生不同量級的振動。在上述基礎上，確定精密儀表、機器的金工車間及檢驗機構(gòu)同振源之間的最短距離及相應的隔振措施。

隔振措施 　根據(jù)不同的振源類型，采取積極隔振或消極隔振的措施（見工程結(jié)構(gòu)防振）。

隔振效果 　常以隔振系數(shù)η衡量。

采取積極隔振措施時,隔振系數(shù)η可由下式表述：

η=Qt/Q0　(1)

式中Qt為隔振后傳給剛性支承結(jié)構(gòu)的動荷載;Q0為未隔振時傳給剛性支承結(jié)構(gòu)的動荷載。

為了取得較好的隔振效果，應使擾力頻率ω0大大超過自振頻率,式中K為隔振器剛度；m為隔振基礎的質(zhì)量;統(tǒng)稱為隔振參數(shù)。兩個頻率的比值(ω0/λ1)一般在3～6之間選擇；比值愈大,隔振效果愈好。故η及隔振基礎的最大振幅將由K和m控制。在設計時，主要是正確地選擇隔振參數(shù)。

采取消極隔振措施時，應根據(jù)精密儀表或設備的容許振動以及環(huán)境振源的特點選擇隔振參數(shù)，以減小環(huán)境振動的影響。

消極隔振的隔振系數(shù)，由精密儀表或設備經(jīng)隔振后的振動與地面振動的比值大小確定，因為精密儀表等的容許振動是按其特點分別以振動振幅、振動速度、振動加速度示出，相應的隔振系數(shù)分別為

ηA=【A】/A　(2)

ηv=【v】/v　(3)

ηɑ=【ɑ】/ɑ　(4)

式中【A】、 【v】、【ɑ】分別為精密儀表或設備隔振后的振幅、速度、加速度;A、v、ɑ分別為地面振動的振幅、速度、加速度。

消極隔振措施的隔振效果，主要取決于地面干擾振動頻率與隔振頻率之比。因此，研究制造隔振器的材料，以降低隔振體系的自振頻率，仍是一個重要課題。2100433B

氣墊隔振器又稱氣體彈簧隔振器，是一種高效隔振器，由橡膠制作充氣而成，振動頻率很低，隔振效果比鋼彈簧更好 。一般由橡膠制件充氣而成，振動的頻率特別低時，它的隔振效果比鋼彈簧更佳。固有頻率可低至0.1～5赫。它在共振時阻尼高，而在高頻時則阻尼小。缺點是：價格昂貴，負載有限，并須經(jīng)常檢查。氣墊隔振器分單向作用和雙向作用兩種。