基于Bloch-Floquet理论的周期性排桩在轨道交通隔振中的应用研究

基于Bloch-Floquet理论的平面波展开法求解周期波屏障的衰减域,提出具有低频、宽带特点的六角晶格二维三组元局域共振型周期排桩结构,建立针对轨道交通环境振动隔振研究的隧道-地层-周期性波屏障耦合的数值模型,利用车-轨耦合解析模型计算获得浮置板隔振器的动反力输入上述模型,验证优势结构衰减域的正确性,综合评价了周期排桩的隔振效果。研究表明:排桩在相同布置形式下,适当降低土体弹性模量可有效降低该周期结构第一衰减域起始值,但同时缩小其衰减域宽度;覆土和粉质黏土与桩构成的周期结构在20~80Hz频段内较卵石砂砾-桩周期结构具有更好的衰减域特性;整体看,数值模型分析获得的衰减域与计算的带隙重叠区吻合良好,水平方向完全吻合,竖直方向受桩长制约,特定频段波在桩底绕射效应明显;首层土(覆土)的衰减域起主要控制作用。