土-基础的振动与隔振内容简介

《土-基础的振动与隔振》中包括了许多非常珍贵的资料，可供从事结构工程、岩土工程、振动控制专业的工程技术人员、高等院校师生参考。

第一章绪论

第二章弹性波的传播

第一节弹性波概述

第二节弹性波的传播

第三章土—基础的动力特征参数

第一节土—基础动力刚度概述

第二节地基的动力刚度系数

第三节土—基础的辐射阻尼

第四节刚体基础的动力影响深度

第四章土—桩一基础的动力特征参数

第一节土一桩一基础的动力刚度与阻尼概述

第二节群桩的竖向刚度与阻尼

第三节群桩的回转刚度与阻尼

第四节群桩的水平刚度与阻尼

第五节群桩的水平与回转刚度和阻尼系数曲线图

第六节群桩的水平与回转刚度与阻尼系数工程实例

第七节讨论与分析

第五章土—基础的振动

第一节土—基础的动力模型

第二节土—基础的振动

第三节土—基础振动计算分析

第四节工程实例

第六章地基与结构的动应变及其振动损伤

第一节概述

第二节基本原理

第三节地基土产生动应变后的剪变模量弱变

第四节古建筑的波动变形振损

第五节工程实例

第七章人为地面振动的传播与衰减

第一节概论

第二节地面弹性波的衰减

第三节铁路振源引起的地面振动衰减

第四节道路行车波源引起的地面振动

第五节地铁波源引起的地面振动传播

第六节打桩波源引起的地面振动传播

第七节地面振动水平与竖向分量衰减

第八节地面振动的若干特殊情况

第八章地面波障隔振

第一节概述

第二节波障的结构选型

第三节地面波障的厚度设计——屏障透射效应

第四节地面波障的深度设计——波障的衍射效应

第五节地面波障的宽度设计——波障的衍射效应

第六节柔性波障的吻合效应

第七节地面波障现场实测与工程实例

第八节以打桩顺序作为隔振波障的设计

第九节基础与基础板隔振

第九章隔振设计

第一节隔振设计概述

第二节主动隔振设计

第三节被动隔振设计

第四节隔振器及阻尼器

参考文献2100433B

振动控制隔振

隔振是利用振动元件间阻抗的不匹配，以降低振动传播的措施。隔振技术常应用在振动源附近，把振动能量限制在振源上，不向外界扩散，以免激发其他构件的振动；也应用在需要保护的物体附近，把需要低振动的物体同振动环境隔开，避免物体受振动的影响。采取隔振措施主要是设计合适的隔振器。隔振的原理是把物体和隔振器（主要是弹簧）系统的固有频率设计得比激发频率低得多（至少低3倍）;但对高频振动要注意把隔振器的特性阻抗设计得与连结构件的特性阻抗有很大变化（至少差3倍）。为此,隔振器如用钢丝弹簧，还要垫上橡皮、毛毡等作的垫子。在隔振器的设计中，还应该考虑阻尼的作用。对启动过程中变速的机械，设计隔振器时应加阻尼措施，以免经过共振频率时振动过大。

振动控制阻尼

阻尼是通过粘滞效应或摩擦作用把振动能量转换成热能而耗散的措施。阻尼能抑制振动物体产生共振和降低振动物体在共振频率区的振幅，具体措施就是提高构件的阻尼或在构件上铺设阻尼材料和阻尼结构。如近年来研制成的减振合金材料，具有很大的内阻尼和足够大的刚性，可用于制造低噪声的机械产品。 　另外，在振动源上安装动力吸振器，对某些振动源也是有效的降低振动措施。对冲击性振动，吸振措施也能有效地降低冲击激发引起的振动响应。电子吸振器是另一种类型的吸振设备。它的吸振原理与上述隔振、阻尼不同，它是利用电子设备产生一个与原来振动振幅相等、相位相反的振动，来抵销原来振动以达到降低振动的目的（见有源降噪）。

振动控制隔振和阻尼的关系

一般情况下，隔振设备和阻尼设备的功能是差不多的，两者是相辅相成的，所以在选型的时候，一定要挑选合理的平衡点。在某些强振动环境中，采取若干振动防护措施，也能消除或减轻振动对人的危害 。2100433B

介绍

为减小动力机器振动对周围的人员、建筑物和精密仪表设备的影响，需要对动力机器或对精密仪表设备采取隔振措施。研究重点是：分析振源类型和提出隔振措施。

振源 　①人工振源。机器运转、车辆行驶、人类活动等因素引起的振动。人工振源的振幅变化较大，但随着距振源距离的增加而迅速减小，振动频率的变化范围较大。②地面脉动。由大自然及地壳内部的各种变化因素，以及远处各种振动迭加传来的振动。地面脉动的振幅和振动频率具有随机变化的特性，振幅一般在十分之几至百分之几微米的范围内变化，振动频率大都在2～3赫左右。

隔振设计依据 　①确定容许振动值。为保证周围建筑物的安全,保证精密仪器和精密仪表的正常工作,需要分别确定动力机器（如锻锤、压缩机等）及精密仪表的容许振动值。目前，对各种动力机器已规定了适用于各种条件的容许振动值。至于精密仪表和设备的容许振动问题比较复杂，现在还缺乏统一标准。中国已对各种类型的精密仪表和设备进行了大量的现场实测和试验，并采用平稳化随机函数理论，对上述试验结果进行统计分析，作出了按振幅和速度衡量的两种分级标准。②根据厂区内外的环境振动，查明有害振源。因为并非所有的机器都产生有害影响。如各种机床的振动仅在同一车间传播，很少通过围土传播给相邻的建筑物。③量测各种设备的振动影响范围。因为即使同样一种振动设备，由于场地的地质条件和基础形式的差异，也会产生不同量级的振动。在上述基础上，确定精密仪表、机器的金工车间及检验机构同振源之间的最短距离及相应的隔振措施。

隔振措施 　根据不同的振源类型，采取积极隔振或消极隔振的措施（见工程结构防振）。

隔振效果 　常以隔振系数η衡量。

采取积极隔振措施时,隔振系数η可由下式表述：

η=Qt/Q0　(1)

式中Qt为隔振后传给刚性支承结构的动荷载;Q0为未隔振时传给刚性支承结构的动荷载。

为了取得较好的隔振效果，应使扰力频率ω0大大超过自振频率,式中K为隔振器刚度；m为隔振基础的质量;统称为隔振参数。两个频率的比值(ω0/λ1)一般在3～6之间选择；比值愈大,隔振效果愈好。故η及隔振基础的最大振幅将由K和m控制。在设计时，主要是正确地选择隔振参数。

采取消极隔振措施时，应根据精密仪表或设备的容许振动以及环境振源的特点选择隔振参数，以减小环境振动的影响。

消极隔振的隔振系数，由精密仪表或设备经隔振后的振动与地面振动的比值大小确定，因为精密仪表等的容许振动是按其特点分别以振动振幅、振动速度、振动加速度示出，相应的隔振系数分别为

ηA=【A】/A　(2)

ηv=【v】/v　(3)

ηɑ=【ɑ】/ɑ　(4)

式中【A】、 【v】、【ɑ】分别为精密仪表或设备隔振后的振幅、速度、加速度;A、v、ɑ分别为地面振动的振幅、速度、加速度。

消极隔振措施的隔振效果，主要取决于地面干扰振动频率与隔振频率之比。因此，研究制造隔振器的材料，以降低隔振体系的自振频率，仍是一个重要课题。2100433B

气垫隔振器又称气体弹簧隔振器，是一种高效隔振器，由橡胶制作充气而成，振动频率很低，隔振效果比钢弹簧更好 。一般由橡胶制件充气而成，振动的频率特别低时，它的隔振效果比钢弹簧更佳。固有频率可低至0.1～5赫。它在共振时阻尼高，而在高频时则阻尼小。缺点是：价格昂贵，负载有限，并须经常检查。气垫隔振器分单向作用和双向作用两种。