姜博龙

(中国铁路设计集团有限公司城市轨道交通数字化建设与测评技术国家工程实验室,天津 300308)

排桩屏障被认为是轨道交通环境振动路径隔振中的一种有效方式，因而被广泛研究[1-3]，其隔振效果影响因素包括桩径、桩间净距、土层与桩的材料参数、桩长、桩的布置范围、桩的埋深与地铁埋深的相对关系等。近年来，周期结构带隙理论被引入到排桩隔振的研究中，为目标频段的隔振排桩设计提供了理论基础[4]。

大量学者围绕目标频段隔振的周期排桩展开研究。黄建坤[5]将该问题简化为二维平面应变问题来研究体波的传播衰减规律，进行了无限周期假设和周期边界处理，求解得到桩-土周期系统的频散关系，揭示了首阶完全带隙随桩径、桩间距、桩与地层材料参数等因素的变化规律；刘心男[6]将三维有限元计算结果与二维平面应变模型计算结果对比，发现随着桩长的增加，二者计算结果逐步接近；蒲兴波[7]提出了全新的面波频散曲线识别方法；另外，还有部分学者围绕复阻尼周期排桩[8]以及饱和土条件下周期排桩[9]展开研究。目前，已有原理性实验验证了周期排桩带隙分析理论的正确性[10]，证明在采用无线周期排桩求解的带隙频率范围内与之对应的有限周期排桩会对振动产生大幅衰减；另外，地铁-地层-周期排桩三维有限元模型被建立来预测设计排桩在相应带隙频段内阻隔地铁振动的效果[11]；此外还有研究涉及优化选型方法[12]等。……