橡膠混凝土減振道床材料性能試驗研究及減振效果預(yù)測.pdf

1、城市軌道交通為人們帶來出行便利的同時，也引起了振動、噪聲等環(huán)境問題，嚴(yán)重影響到沿線居民的工作和日常生活、建筑物的安全、精密儀器設(shè)備的正常使用等。為了減輕軌道交通振動對環(huán)境的影響，建設(shè)單位使用了大量振源減振措施，但這些減振措施大多依靠單純降低軌道系統(tǒng)剛度進(jìn)行減振，不僅增加了軌道投資，還惡化了輪軌關(guān)系，導(dǎo)致鋼軌異常波磨的產(chǎn)生。其結(jié)果不但增大了振動和噪聲，還為軌道交通的安全運營埋下隱患?；诖?，業(yè)內(nèi)人士提出應(yīng)將減振部位下移，通過增加參振質(zhì)量、

2、阻尼吸振等方式進(jìn)行減振。橡膠混凝土隔振基礎(chǔ)是一種新型的減振產(chǎn)品，它將整個基礎(chǔ)、道床及軌道系統(tǒng)作為參振質(zhì)量，利用材料阻尼特性吸收耗散振動能量進(jìn)行減振，并且成本低，可以作為整條線路使用的基礎(chǔ)減振措施進(jìn)行應(yīng)用，從而降低全線的振動影響水平，同時在振動敏感地段配合采用其他減振產(chǎn)品，以期滿足全線環(huán)境振動要求。
　　本文依托國家自然科學(xué)基金項目“橡膠混凝土隔振基礎(chǔ)減振降噪研究”(No.51408033)，以C40混凝土為基準(zhǔn)混凝土，研究適用于軌

3、道交通的橡膠混凝土配合比，并對其減振性能進(jìn)行預(yù)測分析。首先利用實驗室試驗研究了不同配合比的橡膠混凝土靜力及動力性能，然后篩選出其中3種滿足軌道交通設(shè)計要求并具備較好的動力性能的橡膠混凝土配合比，采用數(shù)值模擬方法進(jìn)行橡膠混凝土減振道床減振性能預(yù)測分析，最后進(jìn)行了橡膠混凝土減振道床的選型分析。本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　1.橡膠混凝土靜力性能試驗
　　以C40混凝土為基準(zhǔn)混凝土，首先根據(jù)不同的橡膠摻量(0％～50％)，設(shè)

4、計了15種配合比，進(jìn)行橡膠混凝土的立方體抗壓強度試驗。然后根據(jù)試驗結(jié)果選取其中7種配合比，進(jìn)一步研究橡膠混凝土的軸心抗壓強度、靜力受壓彈性模量、劈裂抗拉強度和抗折強度。試驗結(jié)果表明:摻入橡膠顆粒會明顯地降低混凝土的各項靜力性能，并且橡膠摻量越大，混凝土的靜力性能下降越多;摻入橡膠顆?？梢蕴岣呋炷恋捻g性，減緩試件破壞過程中裂縫的發(fā)展，減緩了微裂紋產(chǎn)生發(fā)展所導(dǎo)致的混凝土斷裂;橡膠混凝土的破壞屬于延性破壞。
　　2.橡膠混凝土動力性能

5、試驗
　　同樣選擇靜力試驗選擇的7種橡膠混凝土配合比，進(jìn)行橡膠混凝土的動力性能試驗研究，包括動彈性模量及阻尼比。試驗結(jié)果表明:摻入橡膠顆粒會降低混凝土的動彈性模量，而且橡膠摻量越大，動彈性模量下降越多;摻入橡膠顆?？梢悦黠@的提高混凝土的阻尼比，橡膠混凝土的阻尼比隨著橡膠摻量的增加基本呈線性增加，橡膠摻量每增加1％，橡膠混凝土的阻尼比約增加0.023％。當(dāng)摻量不高于23％時橡膠混凝土能夠滿足軌道交通設(shè)計規(guī)范要求，并且具有較好的動力性

6、能，能夠用于軌道交通減振。
　　3.橡膠混凝土減振道床減振性能預(yù)測分析
　　根據(jù)橡膠混凝土靜力及動力試驗分析結(jié)果，選擇其中3種配合比，采用數(shù)值模擬方法，建立普通混凝土(SC)整體道床和橡膠混凝土(RC-10，RC-15，RC-23)減振道床等4種工況的三維動力有限元模型，研究橡膠混凝土減振道床的減振性能。結(jié)果表明:橡膠混凝土減振道床具有較好的減振效果，橡膠摻量越高，橡膠混凝土減振道床的減振效果越好;不同橡膠摻量的橡膠混凝土減