周期空沟-堆土屏障对表面波的隔振性能研究

来源：中国血液净化杂志2025年第11期北京时间：

作者：周凤玺, 杜超, 梁玉旺, 马强, 巴振宁

单位：1. 兰州理工大学 土木工程学院, 甘肃 兰州 730050;2. 兰州理工大学 西部土木工程防灾减灾教育部 工程研究中心, 甘肃 兰州 730050;3. 浙江工业大学 土木工程学院, 浙江 杭州 310023;4. 青海大学 土木工程学院, 青海 西宁 810016;5. 天津大学 建筑工程学院, 天津 300072"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (12362032, 51978320); Gansu Provincial Joint Fund Project (25JRRA1154)

摘要：为了应对表面波引起的环境振动污染问题，减少振动所带来的损害，提出一类临时性周期空沟-堆土联合隔振屏障，并对其隔振性能开展理论研究。首先，基于周期性结构理论，选取空沟-堆土联合隔振屏障的单胞，分析了联合屏障的带隙形成机理，并研究了屏障几何尺寸对带隙特性的影响；其次，建立了简谐荷载作用下周期性空沟-堆土新型隔振屏障的动力响应分析模型，并利用有限单元法数值分析了空沟宽度、空沟深度和堆土高度等几何参数对隔振效果的影响；最后，考虑联合屏障退化为单一屏障时隔振效果的变化，将该联合隔振屏障与单一空沟和单一堆土屏障的隔振性能进行了比较。研究结果表明：空沟-堆土联合屏障兼具局域共振带隙和Bragg散射带隙，扩大了屏障的带隙范围，其中空沟尺寸变化对带隙边界和宽度的影响大于堆土尺寸，结构尺寸过大时会导致带隙宽度减小，不利于屏障隔振；对于隔振效果，高频隔振优于低频隔振，屏障的周期数和空沟深度对隔振效果的影响最为显著，周期数和深度越大，隔振效果越强，而堆土宽度的影响最小；此外，相较于单一空沟和单一堆土屏障，周期性空沟-堆土屏障具有更好的隔振效果，隔振效果相差10 dB以上，说明了联合屏障的合理性，可有效减少空沟开挖深度，降低施工成本。

关键词：路基工程,周期隔振屏障,周期性结构理论,表面波,衰减域,隔振效果

基金资助：国家自然科学基金项目(12362032,51978320)；甘肃省联合基金项目(25JRRA1154)*