[发明专利]一种土工格栅加筋碎石隔振装置及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于工业振动控制领域，具体涉及一种利用土工格栅加筋碎石制成的隔振装置以及利用该装置进行隔振的方法。

背景技术

目前，国内外治理振动污染的对策主要分为：振源对策、受振对策和距离对策。由于距离对策是以牺牲有限空间为代价，在实际工程中并不可取，目前经常采用的仍是主动隔振和被动隔振措施。传统隔振方法通过在工作台(或基础)与支承结构之间设置隔振器或隔振材料进行隔振，目前采用的主要隔振器有圆柱螺旋弹簧隔振器、碟型弹簧与迭板弹簧隔振器、橡胶隔振器、空气弹簧隔振器、粘流体阻尼器和组合隔振器。虽然这种方法比较成熟，但由于隔振装置的耐久性一般较差，后期维护费用高，使用一段时间后必须更换，在恶劣的工作条件下应该谨慎使用，并且隔振装置较为昂贵，限制了大面积推广使用。

屏障隔振是目前治理振动的主要对策，屏障隔振即可作为振源对策(主动隔振——减小振动输出)，也是一种受振对策(被动隔振——减小振动输入)。屏障隔振与传统方法相比具有造价低、不易损坏、耐久性好、施工简单和可作为结构一部分等优点。屏障隔振可分为连续屏障和非连续屏障：连续屏障指屏障是连续的整体，如开口空沟和各类填充沟(如混凝土刚性墙等)；非连续屏障指屏障由间断的屏障单体组成，如排桩和排孔等。由于土体稳定性、地下水位和造价等因素的影响，决定隔振效果的连续屏障深度不可能设置很深，因此仅适用于中高频振动；虽然排桩等非连续屏障的施工可以不受此限制，但单排桩隔振效果差，若采用隔振效果好的多排桩，则工程造价较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种施工方便、造价低廉、对中低频振动有较好隔振效果的装置以及利用该装置进行隔振的主动隔振方法，以使振动降到可以接受的水平。

为解决上述技术问题，本发明可通过以下技术方案予以实现：

一种土工格栅加筋碎石隔振装置，包括隔振层和隔离层，隔振层自下而上依次由下土工织物层、交替铺设的级配碎石层和土工格栅、上土工织物层构成，隔离层位于隔振层之上，其中与下土工织物层和上土工织物层相邻的可为级配碎石层，也可为土工格栅，即既可按照先铺级配碎石层、后铺土工格栅的顺序交替铺设，也可按照先铺土工格栅、后铺级配碎石层的顺序交替铺设；隔振层的长度l、宽度w和厚度t以及隔离层厚度h(即该隔振层顶面与振动设备基础底面间距)，需满足：l≥0.5L_R，w≥0.5L_R，t≥0.04L_R，0＜h≤0.06L_R，其中L_R为经表面波测试方法所测得的首层土的瑞利波长；隔离层所用材质为建筑工程中用来制作垫层的材质，例如砂砾石、回填土等。

进一步，隔振层的长度l和宽度w是首层土(即第一层土)瑞利波长L_R的0.5～1.0倍，厚度t为瑞利波长L_R的0.04～0.1倍，隔离层厚度h为瑞利波长L_R的0.01～0.06倍。

进一步，每层级配碎石层厚度为15～30cm，每层级配碎石层质量均满足地基系数K₃₀≥190MPa/m，孔隙率n＜18％。

进一步，级配碎石含水量为4.0％～6.0％。

进一步，级配碎石层是由粒径为31.5～20mm、20～10mm、10～5mm的不同粒径的碎石及石粉四种集料按照质量比19∶9∶7∶15(按照粒径从大到小的顺序)及体积比8∶4∶3∶10(按照粒径从大到小的顺序)的配合比紧密碾压而成。

进一步，所述隔离层的材质为砂砾石或回填土。

上述隔振装置的制备方法，按以下步骤进行：

(1)确定隔振层的长度l、宽度w和厚度t以及隔离层厚度(即该隔振层顶面与振动设备基础底面间距)h，需满足：长度l≥0.5L_R，宽度w≥0.5L_R，厚度t≥0.04L_R，间距0＜h≤0.06L_R，其中L_R为经表面波测试方法所测得的首层土(即第一层土)的瑞利波长；

(2)使振动设备基础的几何中心与隔振装置的几何中心的水平投影重合，再根据振动设备基础位置及隔振层的长度l和宽度w，确定隔振装置的边界在地面的投影线；

(3)对投影线内的土体进行开挖，开挖前需根据工程情况按照基坑规范采取必要的降水与支护措施；

(4)开挖至振动设备基础底部标高下方(h+t)深处；