饱和土体中多排柱腔屏障对压缩快波隔离

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ｏｆｓｅｖｅｒａｌｒｏｗｓｏｆｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｃａｖｉｔｉｅｓｉｎｓａｔｕｒａｔｅｄｓｏｉｌｓ
ＸＵＰｉｎｇ，ＴＩＥＹｉｎｇ２，ＣＨＥＮＢｉｎ
２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００１，Ｃｈｉｎａ；
振
动
与
冲
击
Ｖｏ１．３４Ｎｏ．１６２０１５
第３４卷第１６期
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ
饱和土体中多排柱腔屏障对压缩快波隔离
徐平，铁
瑛，陈斌。
３１５０１２）
（１．郑州大学水利与环境学院，郑州
３．ＮｉｎｇｂｏＵｒｂａｎＲａｉｌＴｒｎｓａｉｔＰｒ￣ｅｃｔＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＨｅａｄｑｕａｒｔｅｓ，ｒＮｉｎｇｂｏ３１５０１２，Ｃｈｉｎａ）
４５０００１；２．郑州大学机械工程学院，郑州４５０００１；
３．宁波市轨道交通工程建设指挥部，浙江宁波
摘要：假定柱腔（圆柱形空腔）长度远大于直径，将多排柱腔组成的非连续屏障对平面Ｐ波（压缩快波）隔离简
化成弹性波多重散射的二维平面问题，利用复变函数保角映射法及波场势函数展开法，据柱腔自由（土骨架轴向、切向应力为零）边界条件获得散射波场势函数展开式的待定复系数理论解。通过分析位移比值（屏障后某点由入射、散射弹性
ｃａｖｉｔｉｅｓｗａｓｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄａｓａｔｗｏ — ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｐｌａｎｅｐｒｏｂｌｅｍ．Ｔｈｅｃｏｎｆｏｒｍａｌｍａｐｐｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｃｏｍｐｌｅｘｆｕｎｃｔｉｏｎｓａｎｄｅｘｐａｎｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｗａｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｗｅｒｅａｄｏｐｔｅｄ，ｔｈｅｃｙｌｉｎｄｉｃｒｌａｃａｖｉｔｉｅｓｗｅｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｏｂｅｏｆｆｒｅｅｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ，ｗｈｅｒｅｎｏｓｔｒｅｓｓｅｓｅｘｉｓｔ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｓａｂｏｕｔｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｃｏｅｆｉｆｃｉｅｎｔｓｏｆｓｃａｔｔｅｉｎｒｇｗａｖｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｂｙｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｎｏｒｍａｌｉｚｅｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｍｐｌｉｔｕｄｅｓ，ｗｈｉｃｈａｒｅｅｘｐｒｅｓｓｅｄａｓｔｈｅｒａｔｉｏｓｏｆｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｍｐｌｉｔｕｄｅｓｏｆｓｏｉｌｓｂｅｈｉｎｄｔｈｅｂａｒｉｅｒｓｒｃａｕｓｅｄｂｙｂｏｔｈｔｈｅｉｎｃｉｄｅｎｔａｎｄｓｃａｔｔｅｉｎｒｇｗａｖｅｓｔｏｔｈｏｓｅｏｎｌｙｂｙｔｈｅｉｎｃｉｄｅｎｔＰ１
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｌｅｎｇｔｈｓｏｆｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｃａｖｉｔｉｅｓｗｅｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓｍｕｃｈｌａｒｇｅｒｔｈａｎｔｈｅｉｒｄｉａｍｅｔｅｒｓ，ＳＯｔｈｅｉｓｏｌａｔｉｏｎ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＷａｔｅｒａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００１，Ｃｈｉｎａ；
波产生的总位移与入射弹性波单独产生的位移之比）变化规律，对比单、双及三排柱腔屏障的隔离效果。研究表明，边界
பைடு நூலகம்
不透水柱腔屏障隔离效果好于透水；多排柱腔屏障对高频入射Ｐ。波隔离效果好于低频入射；随排数增多柱腔屏障隔离效果明显提高，有效隔离区域明显增大；当排数达到三排时柱腔屏障后一定范围内隔离效果达７０％，效果较理想。关键词：饱和土体；多排柱腔；非连续屏障；隔离效果；隔振设计
中图分类号：ＴＵ４３５文献标志码：ＡＤＯＩ：１０．１３４６５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊＶＳ．２０１５．１６．０１３
Ｉｓｏｌａｔｉｏｎｏｆｆａｓｔｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｗａｖｅｓｂｙｂａｒｒｉｅｒｓｃｏｉｎ