一種隔離土中瑞利波傳播的方法
2023-05-27 15:36:41 1
專利名稱：一種隔離土中瑞利波傳播的方法
技術領域：
本發明屬於能夠隔離土中瑞利波的技術。
由機器振動，車輛交通以及建築物基礎施工打樁所引起的振動，將主要以瑞利波的形式在地表傳播。這種波攜帶的能量大，衰減慢，會給周圍的建築物和各種置於地面的設施帶來危害，特別是給各種精密儀器的製造和正常使用帶來嚴重影響。
為了解決這個問題，已有不少專家、學者進行了研究和探索。傳統的方法是在要求防振的建築物或設施周圍設一道隔振溝，溝內或是空的，或是充填泥漿等，以隔離或減弱在土中傳播的瑞利波。
但是以往的實踐證明，這種溝的深度要達到0.33～1.33倍以上的瑞利波的波長時才會有效。而在實際問題中，有時產生的瑞利波的波長可達30m。對於這種大波長的瑞利波，如仍用隔振溝隔振就不很合適，由於施工深度和使用上的困難，在實際工程中往往不可能被採用。
因為樁的施工在深度上所受的限制比溝小，曾有人建議採用排樁隔振，研究表明低阻抗比的樁材料有較好的隔振效果。由於缺乏合適的(既經濟，又有效的)隔振樁材料，排樁隔振尚未見在具體工程中應用。本發明的目的在於創造一種經濟，有效，應用範圍廣，施工安全、方便，不損害地面平整和美觀的隔振方法來隔離或衰減瑞利波在土中的傳播。
本發明的中心內容是應用工廠廢料-粉煤灰構成有效的隔振屏障。用於隔振的粉煤灰顆粒直徑在10-3～2毫米之間，比重在2.0～2.5之間。
構成隔振屏障的粉煤灰的相對密度應在Dr＝0.30～0.80。
粉煤灰隔振屏障的形式有一排的粉煤灰隔振樁;多排(兩排或兩排以上)的粉煤灰隔振樁;一排的或多排(兩排或兩排以上)的粉煤灰地下隔牆等多種。
根據具體情況，粉煤灰排樁的施工可採用鑽孔法，衝孔法，下端閉合套管打入法等施工方法。
粉煤灰地下隔牆的施工方法分兩種情況，在深度不大時，可直接在土中挖出明溝，然後分層填入粉煤灰。在深度較大時，採用加密粉煤灰排樁的方法(打樁順序如圖6所示)，使粉煤灰排樁最終成為無間隙的粉煤灰地下隔牆。
粉煤灰排樁的直徑D，樁距SN，深度H，總寬度L和排距△是瑞利波波長λR的函數。粉煤灰排樁的尺寸為D/λR≥0.05，SN/λR≤0.50，L/λR＝1.0～4.0，H/λR＝0.3～2.5，△＝2D。
粉煤灰地下隔牆的厚度W，深度H，總寬度L和隔牆之間的間距△也是瑞利波波長λR的函數。通常粉煤灰地下隔牆的尺寸為W/λR≥0.1，H/λR＝0.30～2.5，L/λR＝1.0～4.0，△/λR＝0.1～2.0。
本發明的優點和效益1.隔振效果好，隔振後可使地面運動振幅衰減到原來的 1/4 ～ 1/3 。
2.施工深度所受限制小，能滿足工程中各種大小波長的瑞利波隔振。
3.施工後可恢復地面的平整和美觀，且施工方便、使用安全。而傳統方法採用的隔振溝要在地面上開出一道明溝，破壞了地面的完整性。而且不能持久。
4.全國火力發電廠每年排出數以萬噸計的粉煤灰，為防止環境汙染，國家要花大量人力、財力進行處理。本發明不僅使粉煤灰在變廢為寶較好地解決了工程中長久沒有解決的瑞利波隔振問題。還可為國家節省大量的處理粉煤灰的費用，具有顯著的經濟效益和社會效益。粉煤灰綜合利用還是國家「七五」計劃中重點節能項目。
圖1表示粉煤灰屏障隔振示意圖，1-振源;2-地面;3-粉煤灰隔振屏障;4-要求防振的設施或建築物。
圖2表示一排粉煤灰樁的平面布置，L-總寬度;SN-樁距;D-樁徑。
圖3表示兩排粉煤灰樁的平面布置，L-總寬度;SN-樁距;D-樁徑;△-排距。
圖4表示一排粉煤灰地下隔牆的平面布置，L-總寬度;W-牆厚。
圖5表示兩排粉煤灰隔牆的平面布置，L-總寬度;W-牆厚;△-排距。
圖6表示粉煤灰排樁加密成粉煤灰地下隔牆的順序示意圖，樁內序數表示粉煤灰樁施工的先後順序。
圖7，圖8分別是兩排粉煤灰樁和單排粉煤灰樁隔振的實地模型試驗結果，其中λR-瑞利波波長;Pt-隔振後地面運動振幅;Po-隔振前地面運動振幅;TR-傳遞比;R-到屏障的距離，單位λR。
說明實施例在杭州四堡汙水處理廠一分4m厚的均勻壓密粉砂土地基上進行了粉煤灰在屏障隔振的實地模型試驗，場地剪切波速度vs＝171m/s。隔振效果通過屏障後中心軸線上各點的傳遞比TR反，TR定義為
TR＝ (隔振後地面某點的振幅Pt)/(隔振前地面某點的振幅Po)測試結果1.圖7是兩排粉煤灰樁的試驗實測結果。圖中縱坐標是傳遞比TR，橫坐標是屏障後中心線上各點到屏障的距離R。兩排粉煤灰樁的尺寸如下D/λR＝0.17，SN/λR＝0.244，H/λR＝1.58，L/λR＝2.68，△＝2D。
圖7表明，經兩排粉煤灰樁隔振後，屏障後各點的振幅衰減到隔振前的 1/3 ～ 1/4 。
2.圖8是單排粉煤灰樁隔振的試驗實測結果，圖中縱坐標是傳遞比TR，橫坐標是屏障後中心線上各點到屏障的距離R。單排粉煤灰樁的尺寸如下D/λR＝0.25，SN/λR＝0.19，H/λR＝1.51，L/λR＝4.0。
圖8表明，一排樁的效果稍不如兩排樁的隔振效果，屏障後各點的振幅可衰減到隔振前的 1/3 ～ 1/2 。
權利要求
1.一種土中瑞利波的隔離方法，本發明的特徵是，採用排形粉煤灰隔振樁或粉煤灰地下隔牆的方法進行隔振。
2.按權利要求1所述的方法，其特徵是所述的粉煤灰是從鍋爐中清出來的並經粉碎機碾碎的爐膛灰渣，或是從煙囪中清出來的細灰，或是碾碎的爐膛灰渣與煙囪細灰的混合物，粒徑在10-3～2毫米之間，比重在2.0～2.5之間。
3.按權利要求1所述的方法，其特徵是構成屏障的粉煤灰的相對密度Dr＝0.30～0.80。
4.按權利要求1所述的方法，其特徵是所述的排形隔振樁採用一排或多排(兩排或兩排以上)的粉煤灰隔振樁，樁經為D，樁距為SN，深度為H，總寬度為L，排距為△，上述參數與瑞利波波長λR之比值範圍分別為D/λR≥0.05，SN/λR≤0.50，L/λR＝1.0～4.0，H/λR＝0.3～2.5，△＝2D。
5.按權利要求1所述的方法，其特徵是由一排或幾排深度為H，總寬度為L，牆厚為W和排距為△的粉煤灰地下隔牆組成，上述參數與瑞利波的波長λR的比值範圍為，L/λR＝1.0～4.0，H/λR＝0.3～2.5，W/λR≥0.1，△/λR＝0.1～2.0。
6.按權利要求5所述的方法，其特徵是當屏障深度較大時，用加密排樁的方法形成粉煤灰地下隔牆，使樁與樁之間不存在空隙。
全文摘要
以粉煤灰為材料做成的多種形式的隔振屏障，能隔離由機器振動，車輛交通以及基礎施工打樁等多種振源引起的瑞利波在土中的傳播。隔振以後，可使保護區內地面振動的振幅衷減到隔振前的1/4～1/3以下。
文檔編號E02D29/02GK1034774SQ8810066
公開日1989年8月16日 申請日期1988年2月3日 優先權日1988年2月3日
發明者吳建平 申請人:浙江大學