本技術(shù)屬于地鐵減振隔振，具體涉及一種置于地鐵隧道襯砌外壁的徑向超材料。

背景技術(shù)：

1、地鐵運(yùn)行引起的環(huán)境振動(dòng)會(huì)對(duì)人們的日常生活工作產(chǎn)生不利影響，甚至對(duì)鄰近建筑物本身造成損害。因此研究針對(duì)地鐵引起的地面振動(dòng)的新型隔振措施，具有重要的工程意義與社會(huì)價(jià)值。

2、隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大和城市人口的增多，地鐵運(yùn)行為人們帶來(lái)便捷的同時(shí)，列車(chē)運(yùn)行中引發(fā)的環(huán)境振動(dòng)問(wèn)題也日益嚴(yán)重。地鐵引起的環(huán)境振動(dòng)不僅影響建筑結(jié)構(gòu)安全與精密儀器使用，還會(huì)影響人們?nèi)粘Ｉ詈蜕硇慕】翟斐捎绊憽Ｈ欢?，地鐵振動(dòng)具有寬頻、長(zhǎng)時(shí)等特點(diǎn)，使得地鐵減振隔振相對(duì)困難。

3、目前常用軌道結(jié)構(gòu)隔振方式(彈性墊層、彈性扣件、軌枕等)雖然取得了一定的效果，但其往往針對(duì)某一特定頻段，無(wú)法滿足地鐵隨機(jī)載荷下的寬頻范圍。因此，迫切需要新的地面振動(dòng)控制方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服以上技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種置于地鐵隧道襯砌外壁的徑向超材料，可產(chǎn)生低頻寬帶帶隙，用于對(duì)地鐵引起的地面環(huán)境振動(dòng)控制。該結(jié)構(gòu)置于隧道管道外部，從振動(dòng)傳播路徑處實(shí)現(xiàn)振動(dòng)控制。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

3、一種置于地鐵隧道襯砌外壁的徑向超材料，包括貼合在隧道管道外部的鋼結(jié)構(gòu)層，所述鋼結(jié)構(gòu)層外部貼合橡膠層，橡膠層外部與場(chǎng)地土接觸；

4、鋼結(jié)構(gòu)層和橡膠層構(gòu)成單胞結(jié)構(gòu)，所述單胞結(jié)構(gòu)為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述單胞結(jié)構(gòu)設(shè)置有多組，單胞結(jié)構(gòu)之間相互貼合，且內(nèi)側(cè)的橡膠層與下一外側(cè)的鋼結(jié)構(gòu)層貼合。

5、所述單胞結(jié)構(gòu)在沿z軸方向，形成彈性波屏障。

6、所述單胞結(jié)構(gòu)沿z軸方向設(shè)置四組，呈現(xiàn)四周期排列，在x軸向呈現(xiàn)半無(wú)限周期。

7、所述鋼結(jié)構(gòu)層在z向徑向厚度為0.08m，x軸向長(zhǎng)度為1.2m。

8、所述橡膠層在z向徑向厚度為0.04m，x軸向長(zhǎng)度為1.2m。

9、所述單胞結(jié)構(gòu)環(huán)繞成為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，環(huán)形結(jié)構(gòu)的圓環(huán)周長(zhǎng)大于半圓環(huán)的圓環(huán)周長(zhǎng)，最長(zhǎng)形成圓環(huán)。

10、所述鋼結(jié)構(gòu)層z向徑向?qū)挾葹?.08m，軸向長(zhǎng)度為1.2m。

11、所述橡膠層徑向?qū)挾葹?.04m，軸向長(zhǎng)度為1.2m。

12、本實(shí)用新型的有益效果：

13、本實(shí)用新型相對(duì)于傳統(tǒng)軌道減振，可產(chǎn)生低頻寬帶，對(duì)地鐵隨機(jī)荷載引起的寬頻環(huán)境振動(dòng)進(jìn)行有效控制?？呻S地鐵隧道襯砌一同預(yù)制，在不影響地鐵隧道強(qiáng)度的情況下進(jìn)行低頻振動(dòng)控制。

14、本實(shí)用新型徑向超材料在低頻工程減振領(lǐng)域有一定的應(yīng)用價(jià)值，可以對(duì)彈性波進(jìn)行有效控制。

技術(shù)特征：

1.一種置于地鐵隧道襯砌外壁的徑向超材料，其特征在于，包括貼合在隧道管道外部的鋼結(jié)構(gòu)層(1)，所述鋼結(jié)構(gòu)層(1)外部貼合橡膠層(2)，橡膠層(2)外部與場(chǎng)地土接觸；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種置于地鐵隧道襯砌外壁的徑向超材料，其特征在于，所述單胞結(jié)構(gòu)在沿z軸方向，形成彈性波屏障。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種置于地鐵隧道襯砌外壁的徑向超材料，其特征在于，所述單胞結(jié)構(gòu)沿z軸方向設(shè)置三組，呈現(xiàn)三周期排列，在x軸向呈現(xiàn)半無(wú)限周期。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種置于地鐵隧道襯砌外壁的徑向超材料，其特征在于，所述鋼結(jié)構(gòu)層(1)在z向徑向厚度為0.08m，x軸向長(zhǎng)度為1.2m。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種置于地鐵隧道襯砌外壁的徑向超材料，其特征在于，所述橡膠層(2)在z向徑向厚度為0.04m，x軸向長(zhǎng)度為1.2m。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種置于地鐵隧道襯砌外壁的徑向超材料，其特征在于，所述單胞結(jié)構(gòu)環(huán)繞成為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，環(huán)形結(jié)構(gòu)的圓環(huán)周長(zhǎng)大于半圓環(huán)的圓環(huán)周長(zhǎng)，最長(zhǎng)形成圓環(huán)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)了一種置于地鐵隧道襯砌外壁的徑向超材料，包括貼合在隧道管道外部的鋼結(jié)構(gòu)層，所述鋼結(jié)構(gòu)層外部貼合橡膠層，橡膠層外部與場(chǎng)地土接觸；鋼結(jié)構(gòu)層和橡膠層構(gòu)成單胞結(jié)構(gòu)，所述單胞結(jié)構(gòu)為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述單胞結(jié)構(gòu)設(shè)置有多組。可產(chǎn)生低頻寬帶帶隙，用于對(duì)地鐵引起的地面振動(dòng)主頻進(jìn)行控制。本技術(shù)可產(chǎn)生低頻寬帶帶隙，用于對(duì)地鐵引起的地面振動(dòng)主頻進(jìn)行控制。該結(jié)構(gòu)置于隧道管道外部，從振動(dòng)傳播路徑處實(shí)現(xiàn)振動(dòng)控制。

技術(shù)研發(fā)人員：李麗霞,張會(huì)強(qiáng),柴晨陽(yáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安建筑科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240418
技術(shù)公布日：2025/1/6