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、地鐵運行引起的環(huán)境振動會對人們的日常生活工作產(chǎn)生不利影響，甚至對鄰近建筑物本身造成損害。因此研究針對地鐵引起的地面振動的新型隔振措施，具有重要的工程意義與社會價值。

2、隨著城市規(guī)模的擴大和城市人口的增多，地鐵運行為人們帶來便捷的同時，列車運行中引發(fā)的環(huán)境振動問題也日益嚴重。地鐵引起的環(huán)境振動不僅影響建筑結(jié)構(gòu)安全與精密儀器使用，還會影響人們?nèi)粘Ｉ詈蜕硇慕】翟斐捎绊?。然而，地鐵振動具有寬頻、長時等特點，使得地鐵減振隔振相對困難。

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，但其往往針對某一特定頻段，無法滿足地鐵隨機載荷下的寬頻范圍。因此，迫切需要新的地面振動控制方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服以上技術(shù)問題，本實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，用于對地鐵引起的地面環(huán)境振動控制。該結(jié)構(gòu)置于隧道管道外部，從振動傳播路徑處實現(xiàn)振動控制。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(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軸向長度為1.2m。

8、所述橡膠層在z向徑向厚度為0.04m，x軸向長度為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)周長大于半圓環(huán)的圓環(huán)周長，最長形成圓環(huán)。

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

11、所述橡膠層徑向?qū)挾葹?.04m，軸向長度為1.2m。

12、本實用新型的有益效果：

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

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

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)周長大于半圓環(huán)的圓環(huán)周長，最長形成圓環(huán)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開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?？僧a(chǎn)生低頻寬帶帶隙，用于對地鐵引起的地面振動主頻進行控制。本技術(shù)可產(chǎn)生低頻寬帶帶隙，用于對地鐵引起的地面振動主頻進行控制。該結(jié)構(gòu)置于隧道管道外部，從振動傳播路徑處實現(xiàn)振動控制。

技術(shù)研發(fā)人員：李麗霞,張會強,柴晨陽
受保護的技術(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