專利名稱：一種隔離土中瑞利波傳播的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于能夠隔離土中瑞利波的技術(shù)。
由機(jī)器振動(dòng)，車輛交通以及建筑物基礎(chǔ)施工打樁所引起的振動(dòng)，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(huì)給周圍的建筑物和各種置于地面的設(shè)施帶來危害，特別是給各種精密儀器的制造和正常使用帶來嚴(yán)重影響。
為了解決這個(gè)問題，已有不少專家、學(xué)者進(jìn)行了研究和探索。傳統(tǒng)的方法是在要求防振的建筑物或設(shè)施周圍設(shè)一道隔振溝，溝內(nèi)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(shí)踐證明，這種溝的深度要達(dá)到0.33～1.33倍以上的瑞利波的波長(zhǎng)時(shí)才會(huì)有效。而在實(shí)際問題中，有時(shí)產(chǎn)生的瑞利波的波長(zhǎng)可達(dá)30m。對(duì)于這種大波長(zhǎng)的瑞利波，如仍用隔振溝隔振就不很合適，由于施工深度和使用上的困難，在實(shí)際工程中往往不可能被采用。
因?yàn)闃兜氖┕ぴ谏疃壬纤艿南拗票葴闲?，曾有人建議采用排樁隔振，研究表明低阻抗比的樁材料有較好的隔振效果。由于缺乏合適的(既經(jīng)濟(jì)，又有效的)隔振樁材料，排樁隔振尚未見在具體工程中應(yīng)用。本發(fā)明的目的在于創(chuàng)造一種經(jīng)濟(jì)，有效，應(yīng)用范圍廣，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(fā)明的中心內(nèi)容是應(yīng)用工廠廢料-粉煤灰構(gòu)成有效的隔振屏障。用于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(gòu)成隔振屏障的粉煤灰的相對(duì)密度應(yīng)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)的粉煤灰地下隔墻等多種。
根據(jù)具體情況，粉煤灰排樁的施工可采用鉆孔法，沖孔法，下端閉合套管打入法等施工方法。
粉煤灰地下隔墻的施工方法分兩種情況，在深度不大時(shí)，可直接在土中挖出明溝，然后分層填入粉煤灰。在深度較大時(shí)，采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墻。
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(zhǎng)λR的函數(shù)。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。
粉煤灰地下隔墻的厚度W，深度H，總寬度L和隔墻之間的間距△也是瑞利波波長(zhǎng)λR的函數(shù)。通常粉煤灰地下隔墻的尺寸為W/λR≥0.1，H/λR＝0.30～2.5，L/λR＝1.0～4.0，△/λR＝0.1～2.0。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效益1.隔振效果好，隔振后可使地面運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)的瑞利波隔振。
3.施工后可恢復(fù)地面的平整和美觀，且施工方便、使用安全。而傳統(tǒng)方法采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(fā)電廠每年排出數(shù)以萬噸計(jì)的粉煤灰，為防止環(huán)境污染，國家要花大量人力、財(cái)力進(jìn)行處理。本發(fā)明不僅使粉煤灰在變廢為寶較好地解決了工程中長(zhǎng)久沒有解決的瑞利波隔振問題。還可為國家節(jié)省大量的處理粉煤灰的費(fèi)用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。粉煤灰綜合利用還是國家“七五”計(jì)劃中重點(diǎn)節(jié)能項(xiàng)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(shè)施或建筑物。
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墻的平面布置，L-總寬度;W-墻厚。
圖5表示兩排粉煤灰隔墻的平面布置，L-總寬度;W-墻厚;△-排距。
圖6表示粉煤灰排樁加密成粉煤灰地下隔墻的順序示意圖，樁內(nèi)序數(shù)表示粉煤灰樁施工的先后順序。
圖7，圖8分別是兩排粉煤灰樁和單排粉煤灰樁隔振的實(shí)地模型試驗(yàn)結(jié)果，其中λR-瑞利波波長(zhǎng);Pt-隔振后地面運(yùn)動(dòng)振幅;Po-隔振前地面運(yùn)動(dòng)振幅;TR-傳遞比;R-到屏障的距離，單位λR。
說明實(shí)施例在杭州四堡污水處理廠一分4m厚的均勻壓密粉砂土地基上進(jìn)行了粉煤灰在屏障隔振的實(shí)地模型試驗(yàn)，場(chǎng)地剪切波速度vs＝171m/s。隔振效果通過屏障后中心軸線上各點(diǎn)的傳遞比TR反，TR定義為
TR＝ (隔振后地面某點(diǎn)的振幅Pt)/(隔振前地面某點(diǎn)的振幅Po)測(cè)試結(jié)果1.圖7是兩排粉煤灰樁的試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果。圖中縱坐標(biāo)是傳遞比TR，橫坐標(biāo)是屏障后中心線上各點(diǎn)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(jīng)兩排粉煤灰樁隔振后，屏障后各點(diǎn)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(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果，圖中縱坐標(biāo)是傳遞比TR，橫坐標(biāo)是屏障后中心線上各點(diǎn)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，屏障后各點(diǎn)的振幅可衰減到隔振前的 1/3 ～ 1/2 。
權(quán)利要求
1.一種土中瑞利波的隔離方法，本發(fā)明的特征是，采用排形粉煤灰隔振樁或粉煤灰地下隔墻的方法進(jìn)行隔振。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的粉煤灰是從鍋爐中清出來的并經(jīng)粉碎機(jī)碾碎的爐膛灰渣，或是從煙囪中清出來的細(xì)灰，或是碾碎的爐膛灰渣與煙囪細(xì)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(quán)利要求1所述的方法，其特征是構(gòu)成屏障的粉煤灰的相對(duì)密度Dr＝0.30～0.80。
4.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的排形隔振樁采用一排或多排(兩排或兩排以上)的粉煤灰隔振樁，樁經(jīng)為D，樁距為SN，深度為H，總寬度為L(zhǎng)，排距為△，上述參數(shù)與瑞利波波長(zhǎng)λR之比值范圍分別為D/λR≥0.05，SN/λR≤0.50，L/λR＝1.0～4.0，H/λR＝0.3～2.5，△＝2D。
5.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征是由一排或幾排深度為H，總寬度為L(zhǎng)，墻厚為W和排距為△的粉煤灰地下隔墻組成，上述參數(shù)與瑞利波的波長(zhǎng)λR的比值范圍為，L/λR＝1.0～4.0，H/λR＝0.3～2.5，W/λR≥0.1，△/λR＝0.1～2.0。
6.按權(quán)利要求5所述的方法，其特征是當(dāng)屏障深度較大時(shí)，用加密排樁的方法形成粉煤灰地下隔墻，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(jī)器振動(dòng)，車輛交通以及基礎(chǔ)施工打樁等多種振源引起的瑞利波在土中的傳播。隔振以后，可使保護(hù)區(qū)內(nèi)地面振動(dòng)的振幅衷減到隔振前的1/4～1/3以下。
文檔編號(hào)E02D29/02GK1034774SQ8810066
公開日1989年8月16日 申請(qǐng)日期1988年2月3日 優(yōu)先權(quán)日1988年2月3日
發(fā)明者吳建平 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)