废弃轮胎混合减振材料的地铁振动减振装置及设计方法

本发明涉及振动及噪声控制领域，具体涉及一种废弃轮胎混合减振材料的地铁振动减振装置及设计方法。

背景技术：

1、地铁轨道交通以其便利快捷的出行体验，在大城市得到快速发展。地铁轨道交通作为解决城市交通拥堵和降低co2排放量的最优解决方案，目前已开通运营的里程数超过6000km。但地铁运行时引起的环境振动问题，对邻近建筑的室内舒适度及敏感设备等产生较大负面影响。轻轨运行时产生的空气噪声在车站内传播，甚至通过地铁出入口传播至地面，产生一次噪声，地下轨道产生的激励频率造成强迫振动，经轨道—隧道—土壤—地面建筑传导至地面，同时引发建筑内门窗等附属结构振动产生二次噪声，这个问题受到了居民越来越严重的投诉。

2、现有的轨道交通上盖减振的研究主要集中三维隔振减振支座或者土层减振措施，均为单一的减振措施，且未能有效减少地铁振动波诱发的结构振动有效措施。为了切实有效地减少轨道交通上盖结构的振动，本发明提出了一种废弃轮胎与渣土混合回填土减振措施，地铁振动波在传播到结构的过程中，在结构体系的支护结构与地下室之间上利用复合减振沟对振动波的传播进行阻隔，可切实减少地铁交通上盖结构的地铁振动，推动轨道交通上盖物业的开发。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出了一种废弃轮胎混合减振材料的地铁振动减振装置及其设计方法，通过结构改进设计和各部分的协同配合，解决上述技术问题。

2、本发明提供如下的技术方案：

3、一种废弃轮胎混合减振材料的地铁振动减振装置，包括结构底板转换层，所述结构底板转换层与支护结构连接，所述结构底板转换层顶部设置有地下室剪力墙结构；

4、所述地下室剪力墙结构靠近地铁隧道端与支护结构之间通过混合回填土连接；所述地下室剪力墙结构远离地铁隧道端与支护结构之间通过回填土连接。

5、优选的，所述混合回填土包括相互混合的废弃轮胎与渣土。

6、优选的，所述支护结构埋于地底深度大于地铁隧道深度。

7、优选的，所述结构底板转换层顶部还设置有结构竖向传力构件。

8、更优的，所述结构竖向传力构件通过地下室楼板与地下室剪力墙结构连接。

9、更优的，所述结构竖向传力构件为井字形结构。

10、一种前述废弃轮胎混合减振材料的地铁振动减振装的设计方法，用于根据实际使用情况使得装置达到最佳减震效果，其具体包括如下步骤：

11、(1)减振土层的性能需求。根据结构的地铁振动隔振的性能需求，初步提出减振土层的相关关键参数的性能需求，如剪切波、阻尼比、厚度及深度。并对土层参数进一步进行设计验算。

12、(2)减振土层的剪切波速设计。根据场地现有的土质情况，调制不同湿度土体、不同粒径的土体、与废弃橡胶进行配合，通过现场测试或者实验室测试两种不同的方法测试不同配合比下的土层剪切波速。

13、(3)减振土层的阻尼比设计。根据不同的场地现有条件，选择动三轴试验、共振柱试验和振动台试验等不同的方法测试土层的阻尼比。

14、(4)减振土层的厚度及深度设计。深度和厚度是影响减振效果的重要因素，根据效果进行深度和厚度的初步方案的评估。

15、(5)减振土层的减振效果分析评估。利用有限元模拟初步探索减振性能的规律，并加以现场模拟实验作为对比，验证有限元模拟的准确性；若不满足减震效果，需重新设计土层的剪切波速。

16、本发明的提供的利用废弃轮胎新型混合减振材料的地铁振动减振装置及设计方法，其相比于现有的技术，还具有如下优点：

17、(1)能够充分利用废弃轮胎与土渣进行混合，达到减振目的，与现有减振措施相比，有效降低了工程造价。

18、(2)本装置的土层减振措施实施不占用额外的空间，节约了土地空间利用，在极其有效的空间内保证了地铁振动有效衰减。

19、(3)充分利用废弃轮胎进行减振，减轻了社会处理废弃物品造成的生态环境压力，具有良好的社会利用价值。

20、(4)本专利能有效减少地铁上盖建筑的地铁振动，降低轨道交通的振动对结构舒适度的影响，避免了结构的振动及振动二次噪音超标，推动地铁上盖物业的开发。

技术特征：

1.一种废弃轮胎混合减振材料的地铁振动减振装置，其特征在于，包括结构底板转换层(6)，所述结构底板转换层(6)与支护结构(2)连接，所述结构底板转换层(6)顶部设置有地下室剪力墙结构(3)；

2.根据权利要求1所述的废弃轮胎混合减振材料的地铁振动减振装置，其特征在于，所述混合回填土(1)包括相互混合的废弃轮胎与渣土。

3.根据权利要求1所述的废弃轮胎混合减振材料的地铁振动减振装置，其特征在于，所述支护结构(2)埋于地底深度大于地铁隧道深度。

4.根据权利要求1所述的废弃轮胎混合减振材料的地铁振动减振装置，其特征在于，所述结构底板转换层(6)顶部还设置有结构竖向传力构件(5)。

5.根据权利要求4所述的废弃轮胎混合减振材料的地铁振动减振装置，其特征在于，所述结构竖向传力构件(5)通过地下室楼板(4)与地下室剪力墙结构(3)连接。

6.根据权利要求4所述的废弃轮胎混合减振材料的地铁振动减振装置，其特征在于，所述结构竖向传力构件(5)为井字形结构。

7.一种根据权利要求1-6任一项所述废弃轮胎混合减振材料的地铁振动减振装置的设计方法，其包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种废弃轮胎混合减振材料的地铁振动减振装置及设计方法，该减振装置包括结构底板转换层，所述结构底板转换层与支护结构连接，所述结构底板转换层顶部设置有地下室剪力墙结构；地下室剪力墙结构靠近地铁隧道端与支护结构之间通过混合回填土连接；所述地下室剪力墙结构远离地铁隧道端与支护结构之间通过回填土连接。本发明广泛应用于地铁周边建筑支护结构与地下室之间的减振；为在支护结构和地下室剪力墙结构之间填充废弃轮胎与渣土的回填土，形成了支护结构‑混合土层‑地下室剪力墙层的复合减振沟，能有效减少传递给结构的地铁振动；能显著减少地铁振动，使轨道交通周边结构的振动和噪音满足相关规范和标准的要求。

技术研发人员：周云,卢梓聪,梁秋河,梁晓遥,李钧睿,康佳州
受保护的技术使用者：广州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13