發(fā)布時(shí)間：2017-09-19 05:19

  本文關(guān)鍵詞：二維地基中儲(chǔ)液多孔波阻板的隔振性能研究

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【摘要】：目前各種人工振動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響日益顯著,環(huán)境振動(dòng)及其治理在土動(dòng)力學(xué)和環(huán)境巖土工程領(lǐng)域亟需解決。而人工振動(dòng)主要是由地基將振動(dòng)從人工振源向周邊環(huán)境傳播的,地基引起的周邊環(huán)境振動(dòng)是人工振動(dòng)污染的主要途徑。波阻板(Wave Impedance Block,簡(jiǎn)寫(xiě)為WIB)作為屏障隔振措施,自提出之后就引起了大量學(xué)者對(duì)其進(jìn)行研究并取得了顯著的成果。含液飽和多孔介質(zhì)是一種兩相材料,它的內(nèi)部具有細(xì)觀孔隙結(jié)構(gòu)且孔隙中充滿液體,流-固兩相的相互耦合作用可使飽和多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)在振動(dòng)的過(guò)程中引起能量耗散,這種類似阻尼的效應(yīng)可以用來(lái)進(jìn)行減振隔振。而目前常用的波阻板主要有實(shí)體塊和蜂窩狀的兩種,對(duì)含液飽和多孔介質(zhì)材料作為波阻板隔振的情況少有研究。因此,研究含液飽和介質(zhì)波阻板的隔振效果不僅具有重要的理論意義,同時(shí)也會(huì)為實(shí)際工程提供一定的應(yīng)用價(jià)值。本文研究?jī)?nèi)容主要包括:1.非分裂完全匹配層吸收邊界條件的時(shí)域有限元模擬地基是一個(gè)半無(wú)限空間結(jié)構(gòu),進(jìn)行實(shí)際的模擬計(jì)算過(guò)程中,必須截取有限的區(qū)域,此時(shí)須引入一定的人工邊界條件,為了最大化地提高計(jì)算結(jié)果的精確性,減少人工邊界反射波,本文選擇了目前吸波效果最好的完全匹配層(Perfectly Matched Layer,簡(jiǎn)寫(xiě)為PML)吸收邊界條件。首先,基于二維均質(zhì)各向同性彈性介質(zhì)的二階彈性波動(dòng)方程,通過(guò)Laplace變換和復(fù)伸展坐標(biāo)變換,并引入輔助變量,建立了一類非分裂格式的PML吸收邊界。其次,應(yīng)用Galerkin近似技巧,給出了位移形式的時(shí)域有限元模型。最后,通過(guò)數(shù)值算例驗(yàn)證了非分裂PML在彈性波動(dòng)問(wèn)題中的有效吸波性。2.單相波阻板隔振參數(shù)分析基于二維彈性波動(dòng)理論,利用PML截取有限的計(jì)算區(qū)域,結(jié)合時(shí)域有限元方法計(jì)算了在二維彈性地基中設(shè)置單相波阻板的隔振性能,并對(duì)波阻板的隔振效果進(jìn)行了詳細(xì)的參數(shù)分析,研究了波阻板的板厚、彈性模量以及埋深等材料參數(shù)對(duì)地基不同位置的隔振影響。結(jié)果表明:當(dāng)在采用波阻板隔振時(shí),適當(dāng)增加波阻板的厚度、彈性模量以及減小波阻板的埋深可提高隔振效果。3.儲(chǔ)液多孔波阻板隔振參數(shù)分析基于Biot多孔介質(zhì)波動(dòng)理論,結(jié)合PML邊界條件,用時(shí)域有限元方法計(jì)算了二維彈性地基中儲(chǔ)液多孔飽和介質(zhì)波阻板的的隔振性能,考慮了儲(chǔ)液多孔波阻板的板厚、彈性模量、埋深和孔隙率等參數(shù)對(duì)隔振效果的影響。研究結(jié)果表明:儲(chǔ)液多孔介質(zhì)波阻板的隔振效果比單相介質(zhì)波阻板的隔振效果好,為了使儲(chǔ)液多孔波阻板有更好的隔振效果,可適當(dāng)增加波阻板的厚度、彈性模量以及調(diào)整波阻板的埋深,同時(shí)也要注意選擇孔隙率盡可能大的波阻板材料。
【關(guān)鍵詞】：非分裂完全匹配層 時(shí)域有限元 儲(chǔ)液多孔飽和介質(zhì)波阻板 單相介質(zhì)波阻板
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU435
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題的研究背景和意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 屏障隔振的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 波阻板隔振的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 計(jì)算方法的研究14-17
• 1.3 本文研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容17-19
• 1.3.1 研究目標(biāo)17-18
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容18-19
• 第2章 波在彈性介質(zhì)中的傳播理論19-35
• 2.1 單相介質(zhì)中波的傳播19-27
• 2.1.1 彈性波動(dòng)方程的建立19-24
• 2.1.2 彈性波的傳播和衰減特性24-25
• 2.1.3 彈性波的反射、透射25-27
• 2.2 飽和介質(zhì)中波的傳播27-32
• 2.2.1 Biot波動(dòng)方程的建立27-30
• 2.2.2 飽和介質(zhì)中波的傳播和衰減特性30
• 2.2.3 飽和介質(zhì)彈性波的反射、透射30-32
• 2.3 波阻板隔振原理32-33
• 2.3.1 單相介質(zhì)波阻板的隔振原理32-33
• 2.3.2 儲(chǔ)液多孔飽和介質(zhì)波阻板的隔振原理33
• 2.4 小結(jié)33-35
• 第3章 非分裂完全匹配層吸收邊界條件35-45
• 3.1 二維非分裂完全匹配層方程的建立35-38
• 3.2 二維非分裂完全匹配層方程的有限元實(shí)現(xiàn)38-39
• 3.3 二維非分裂完全匹配層的數(shù)值模擬39-44
• 3.3.1 爆炸源40-42
• 3.3.2 表面垂直集中動(dòng)荷載42-44
• 3.4 小結(jié)44-45
• 第4章 單相波阻板隔振參數(shù)分析45-54
• 4.1 波阻板隔振模型的建立45-48
• 4.1.1 模型尺寸及單元網(wǎng)格的劃分46-47
• 4.1.2 材料參數(shù)的選擇47-48
• 4.2 波阻板厚度的隔振研究48-49
• 4.3 波阻板彈性模量的隔振研究49-51
• 4.4 波阻板埋深的隔振研究51-53
• 4.5 小結(jié)53-54
• 第5章 儲(chǔ)液多孔波阻板隔振參數(shù)分析54-64
• 5.1 儲(chǔ)液多孔波阻板隔振模型的建立54-56
• 5.1.1 模型尺寸及單元網(wǎng)格的劃分55
• 5.1.2 材料參數(shù)的選擇55-56
• 5.2 儲(chǔ)液多孔波阻板厚度的隔振研究56-58
• 5.3 儲(chǔ)液多孔波阻板彈性模量的隔振研究58-59
• 5.4 儲(chǔ)液多孔波阻板埋深的隔振研究59-61
• 5.5 儲(chǔ)液多孔波阻板孔隙率的隔振研究61-63
• 5.6 小結(jié)63-64
• 第6章 結(jié)論及展望64-66
• 6.1 本文主要結(jié)論64
• 6.2 展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-72
• 致謝72-73
• 附錄A （攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄）73

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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本文編號(hào)：879716