《6.4 波阻板屏！障隔振
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6？.4.1 本条给！出了波阻板屏障的】适用条件
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波阻板置！于地面振《源下：方进行？主动隔振的主—。要机理是基岩上单一！土层的？振动存？在截止频率当表面作！用的简？谐荷载的频率低【于该：截止频率时土层【中没有波的》传播即？辐射阻尼接近于零】；仅当激振》频率大于《截止：频率时土层中才会】出现波的《。传播现象《。；当：激振：。频率接近截止—频率时土层》发生：共振基？于此原理C》houw等(—199？1)和Schm【id等(1992】)提：出了人工设置一个】类，似基岩？的，有限尺寸硬夹—。层进行隔振的方法】并称该硬夹层为波】阻板(Wave【 Im-peda】nce Block！简写为WIB—)，
】 波阻《板置于土面进—行，被动隔振《主要基于《下述机理根据Pa】o ：Y HM《ow C CA【chenbach】 J D.Di【ffracti【on of —。E，lastic— Wav《es and 【Dyna《mic St—ress C—onc？entratio】ns[J].J【ournal o】f Applied！ Me-ch—a，nics《1973《4，0(4)págs.！213-《219？.即将矩形波阻板视！为圆柱体的一段当在！柱体表面《作用有波前与柱轴】平行的？。SH波偏振与柱轴垂！直的远场《散射波？场us(r》θt)？为
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式中】r极坐标横轴；【
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： 》 ，。 θ波入射【角极坐标《切向角；
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： ， t！时间：；
【 【 ？γ波数？。；，
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》 《 《 λ波长；—
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！ ？ w？。圆频率
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当】γ＝a(《a为柱？。体半径)且γa＝1！即波长很长时只【有很小一部分入射波！被，散射且所有向后方】向，。几乎均？匀地散射总波场与】入射波场十分相似】随着频率的增加即】波长变短《。时a＞＞λs(【γa＝5λ》s为剪切波》。长)按角度的分【布变得越来》越复杂向前产生很大！的散射这时散射场】与入射波干扰形【成“影子区”波长】非常短时即γa＞】＞1散射波的一半集！中，到正前方《而，另一半或多》或少均匀地散布在】所有其余《方向这时在圆—柱体的后面可—得到：相对未扰动区即【。隔振区？
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： 波》阻板与其他》隔振方式组合后用】于隔振主要包括【两种情形一种是在】隔振对象(》如精密仪器)基【础下方一《定深度处放》。置水平有限尺寸波】阻板并？配合：其，他隔振器(如阻尼弹！。簧)：组合隔振；另—一种是波阻板置【于土面自身作为基础！板或厚地坪工作【。同时在？波，阻板周边布置排【桩组合隔振波阻板】。屏障隔振传》递，率根据容许振动值与！隔振前环境》振动测试数》据确定通过传递【率可判断单》一波：阻板：能否达到设计要求是！否，需要：组合隔振
】
？。 ： 国内？的工程设计人员【已成：。功地将波阻板—。与其：他隔振方式组合后用！于隔振杨先》健(：19：94)及白》玲、李兴《磊，(2012)将【。。砂垫层上钢》筋，混凝土？波阻板与排桩—屏障组合隔》振的方？式分别应用于—某大型消声室—和某大型超精密实验！室的被动隔振—比，。原弹簧隔《振方案节省造价93！％～95％》并缩短了建造—周期杨先健、万【。叶青、？杨俭等(2》002)将波阻板】屏障与阻《尼弹簧组《合对不良振动环境】。中设置高精密设备进！行隔：振节省了6》。4％的投资并缩【。短了：工，期获：得了：较，好的技术经济效【益
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6.4.2 】根据国？内外理论及试—验研究成《果增大波阻板—厚度和？剪，切模量是提高波阻板！隔，振效果？的主要有效手—段；此外增大波阻】板宽度也是提—高，隔振效？果的关键《因素：之，一；减小垫层—厚度(波《阻板顶面至振—源底部或动》力，。基础底面距》离)：也是提高其隔—振效果的手段之一根！据国内外理论和试】验，研究成果结合—工程实？际及经济因素用于】主，动隔：。振的波阻板尺寸宜】按照本？标准式(6.4【.，2-1)～式—(，6.4.2-3)】取值对于厚度和宽】度当超过本标准式】(，。6.4.2-1)】、式(6.4.2】-2)所示上—。限，值时隔振效》果也：。会缓：慢，提高但不经》济；低于下限值时】对部分地《质情况有可能发【生振：。动放大对于垫层厚度！本标准式(6.【4.2？-3)所示取值范围！内隔振效果》最佳且较为稳定具体！隔振效？果还与其他因—素有关；当超过上】限值时？波阻板隔振》随垫层厚度增大隔】振效果逐渐》变差且存在振动【放大可？能
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土层【。参，数，的变化对波》阻板的隔振效果有】显著的影响根—。据现行国家标准建筑！抗震设计规范GB】 50？011中对》土的类？型和剪？切波速范《。围的划分(表1)可！知，对于相同的》波阻：板在相同的》振源作用下土层由软！弱土过渡为》。坚硬：土的过程中土层【剪切模量、剪切波速！及剪切波《长均增大使》得对隔振《效果有主要影响的】波阻板？无量纲剪《切模量？、无量纲直径和无量！纲，厚度都同时减小导】致隔振效果有所【下，降所以同《样的混？凝土波阻《板在软弱土中的隔振！效果最好坚》硬土中？则相：。对较：差；在？保证相同《的隔振效果情况下】土层：剪切模量降低时【对，波阻板尺寸》要求也有所降低
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》表，1 土的类型划分！和剪切波速范围
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》波阻板宽度》和厚度取值时对软弱！土可分别取本标准式！。(6.4.2-1)！、式(6《.4.？2，-，2)所示取值范围中！。较小值对坚硬土可】。。取较大值；波阻板距！基础底面垫层厚【度取值时对任何种类！土层可以优先—取本标准式(6【.，。4.2-3)—所示范围较小—值要避免振》源基础？与波阻板接触需【要，结合具体工》程条件和设计要【求综合考虑可行性】与经济？性等选取波》阻，板主动隔振的设计参！数
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》 根？据工：程，经验波阻板被动【隔振尺寸设计置于土！面上：进行被动隔振—的波：阻板厚度越大—被动：隔振效果越》好波阻板的厚度要】求大于0.》125倍《剪切波波长厚度过小！隔，振，。效率差也《不宜大于0.33】倍剪切？波波长若《大于此值投资增【加很：多而隔？振效率增加甚微
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6.？4.3 》本条对波《阻板设计过程—中，需考虑的问》题进行了《规定
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【 考虑到》混凝土仍是目前土木！工，程领域应用最广泛】。的建筑？材料具有剪切模量】。大的：优点：比较适合波阻板的制！作和：施工故对于新建的】动力：机器等？地，面振源仍建》议采用现浇或—预，制的方式进行波阻板！施工混凝《土强度等级的选用需！要符合现《行，国家标准混凝土结】构设计？规范GB 50【01：0的规定根》据波阻板《主动：隔，。振相：关理论成果混—凝土：强度等级越高波阻板！剪切模量越大—隔振效果越好根【。据现行国家》标准混凝土结构【。。设计规范GB 5】0，010C《80混？凝，土的剪切模》量(1.5》83×104MPa！)仅为？最低等级《C1：5混凝土剪切—模量(0.》917×104MP！。a)的1.7—3倍故提高混—凝土弹性模量—不能很有《效提高隔振效果【。还会造成经济浪费】所以：在实际工程》中混凝土强》度，等级：的选用只以满足波阻！板吊装(预制)及】。正常工？作时的强度要求【为标准进行通常要求！混凝土强《度等：级不低于C2—0在波阻板材质为】混凝土？。。的情况下可以通过】调节：波阻板平面尺寸【、厚度及垫层—。厚度来提高隔振效果！
【 根据选定的波！阻板尺寸及》。其他具体《情况确定采用预制】或现：浇方：式建造波阻板当采用！。预制波阻板时需要按！照现行国家标准混】凝土结构设计规【。范GB？ 50010—进，行配：。筋、设置《吊环并进行吊装【验，算当波阻板顶—面距基？础底面垫层厚度较】小且：动力基础宽度—与波阻板《宽度相差较大时波阻！板受力状态接近【。平板式筏基》需要按照现》行国家标准》建筑地基《基础：设计规？范GB 500【07进行必要—的配筋以满》足波阻板抗》冲切、抗剪切及【局部受压《验算：要求
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对于低！于10Hz》。的低频振动波—长，。通常较大《为保证0.》5以下传递》率波：阻板的平面》设计：尺寸：和厚：度，设计：尺寸可能较大为保】证地：基稳：。定性故？需要按？照，现行国家标》。准建筑？地基基础《设计规范GB— 5000》7进行地基承载力和！。沉降验算
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《 为避免—由于波阻板的设置】导致产生不均匀【沉降影响动》力机器的正常生【产当波阻板下方【为软弱土层时先【进行地基处》。。理使其？能承受波阻板和动】。力，机器的基《础静力及动》力荷：载要求
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