The invention discloses a design method of open ditch vibration isolation based on quantitative analysis. Step 1 establishes the finite element calculation model of foundation; Step 2 determines the dynamic material parameters of foundation soil and the dynamic load time history curve; Step 3 establishes the dynamic finite element basic equation and sets up the vibration isolation of different depth on the finite element calculation model. The mass matrix, damping matrix, stiffness matrix and nodal load vector of all nodal elements in the finite element calculation model are obtained by using the dynamic material parameters of foundation soil and the dynamic load on the basic equations of dynamic finite element. Firstly, according to the vertical velocity response of the surface behind the trench, the relationship curve between the maximum velocity and the distance after the trench with different depth is fitted, and the range of the velocity response enhancement zone and the distance between the building and the vibration isolation trench corresponding to the expected vibration isolation effect of the trench after the trench construction are obtained through the curve.
【技术实现步骤摘要】
一种基于定量分析的明沟隔振的设计方法
本专利技术属于地震动隔振工程设计领域,特别是一种基于定量分析的明沟隔振的设计方法。
技术介绍
现有的明沟隔振设计方法主要研究了开挖隔振沟对各种地震动尤其是公路铁路上的车辆荷载震动起到一定的减缓作用,比如隔振沟的深度宽度越大,隔振效果越显著,建筑物距隔振沟越远就越安全等,但这些方法在实际工程中没有具体的尺寸设计依据,如隔振沟在一定的尺寸条件下建筑物应该避让隔振沟多远才能达到预期的隔振效果以及在建筑物和隔振沟距离一定时应如何控制隔振沟的具体尺寸等等。若按照原有的方法进行地震动隔振工程设计,不能够准确确定出隔振沟距建筑物的距离以及隔振沟的尺寸,不符合新时代设计、施工要求。因此有必要研究一种明沟隔振的定量分析的设计方法。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题,本专利技术的目的是提供一种基于定量分析的明沟隔振的设计方法,能够解决现有技术中存在的不能够准确确定出隔振沟距建筑物的距离以及隔振沟的尺寸的问题。本专利技术采用的技术方案如下:一种基于定量分析的明沟隔振的设计方法,包括如下步骤:步骤1,建立关于地基的有限元计算模型,有限元计算模型内部用四节点轴对称矩形单元进行划分,在有限元计算模型边界用传递边界单元以及半无限单元划分;步骤2,对实际地基土体进行原状土的动三轴试验,确定地基土的动力材料参数;确定地基动荷载时程曲线;步骤3,建立动力有限元基本方程:其中,[M]表示质量矩阵,[C]表示阻尼矩阵,[K]表示刚度矩阵,{F(t)}表示节点荷载向量,{ü}、和{u}分别是节点加速度向量、节点速度向量和节点位移向量,在有限元计算模型上的欲 ...
【技术保护点】
1.一种基于定量分析的明沟隔振的设计方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,建立关于地基的有限元计算模型,有限元计算模型内部用四节点轴对称矩形单元进行划分,在有限元计算模型边界用传递边界单元以及半无限单元划分;步骤2,对实际地基土体进行原状土的动三轴试验,确定地基土的动力材料参数;确定地基动荷载时程曲线;步骤3,建立动力有限元基本方程:
【技术特征摘要】
1.一种基于定量分析的明沟隔振的设计方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,建立关于地基的有限元计算模型,有限元计算模型内部用四节点轴对称矩形单元进行划分,在有限元计算模型边界用传递边界单元以及半无限单元划分;步骤2,对实际地基土体进行原状土的动三轴试验,确定地基土的动力材料参数;确定地基动荷载时程曲线;步骤3,建立动力有限元基本方程:其中,[M]表示质量矩阵,[C]表示阻尼矩阵,[K]表示刚度矩阵,{F(t)}表示节点荷载向量,{ü}、和{u}分别是节点加速度向量、节点速度向量和节点位移向量,在有限元计算模型上的欲开挖隔振沟位置设置不同深度的隔振沟,再利用地基土的动力材料参数和动荷载对动力有限元基本方程求得有限元计算模型的所有节点单元的质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵和节点荷载向量;步骤4,利用质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵和节点荷载向量对各个深度隔振沟有限元离散模型进行瞬态分析,获取沟后地表竖向速度响应值;步骤5,根据沟后地表竖向速度响应值,拟合不同深度隔振沟沟后震速最大值与距离关系曲线,通过曲线能够得出速度响应增强区的范围以及增强区后工程建设中所期望的隔振沟的隔振效果所对应的建筑物与隔振沟的距离。2.根据权利要求1所述的一种基于定量分析的明沟隔振的设计方法,其特征在于,步骤2中,采用电磁式震动三轴仪对实际地基土体进行原状土的动三轴试验,假设该土体为理想弹塑性材料,服从相关联流动准则。3.根据权利要求1所述的一种基于定量分析的明沟隔振的设计方法,其特征在于,步骤3中,对于四节点轴对称矩形单元,采取柱坐标,利用虚功原理表示刚度矩阵和质量矩阵为:根据虚功原理表示半无限单元的刚度...
【专利技术属性】
技术研发人员:邓亚虹,闫佐菲,李憙安,
申请(专利权)人:长安大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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