[實用新型]一種設于地下結構與圍巖之間的漸變剛度減震加固結構

有效

• 申請號: 201821828384.6
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN209227631U
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 王星華;周浩;王振宇;何昌迪;李靖博;程磊;黃長溪;梁燕;吳磊;馬麗雯
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: E02D31/08
• 分類號: E02D31/08
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 周孝湖

本實用新型公開了一種設于地下結構與圍巖之間的漸變剛度減震加固結構，地下結構位于圍巖內，地下結構的強度大于圍巖的強度，地下結構和圍巖之間設置減震層，減震層為漸變剛度減震層，其剛度從靠近地下結構一側至靠近圍巖一側按照以下公式逐漸減小：y＝?0.4x+30；其中，x為漸變剛度減震層從地下結構一側至圍巖一側的厚度，其單位為cm；y為漸變剛度減震層在厚度為x處的彈性模量，其單位為MPa。設置漸變剛度減震層，當地震波從地下結構傳播到漸變剛度減震層時，由于漸變剛度減震層的剛度并不是均一的，地震波在漸變剛度減震層中傳播的過程中會釋放掉大量的能量，從而減小了地震波對圍巖的沖擊，起到良好的對圍巖的減震效果。

技術領域

本實用新型涉及地下結構減震技術領域，具體而言，涉及一種設于地下結構與圍巖之間漸變剛度的減震加固結構。

背景技術

近年來，隨著全球地震頻發，地上結構減震研究一度成為科研學者共同話題。相對于地上結構減震而言，地下結構的減震研究起步較晚。通常認為，受地層的約束作用，地下結構的自身抗震性能優越于地上結構。

近年些來，隨著各國學者統計調研地下結構震害特征發現，在地震作用下，地下結構震害突出，特別是在地質條件復雜的情況下(如斷層破碎帶)，地下結構震害更為突出。就地下結構減震，科研學者已開展相關工作，如在地下結構與圍巖之間設置一種吸能材料，來減小地震作用對地下結構的破壞。

但是，現有的地下結構減震設計并未就地下結構自身材料和圍巖材料具體做減震研究，通常只是采用單一的吸能材料作為減震層，其實際的減震效果并不理想。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于提供一種設于地下結構與圍巖之間的漸變剛度減震加固結構，以解決現有的地下結構減震層減震效果不理想的問題。

為了實現上述目的，本實用新型提供了一種設于地下結構與圍巖之間的漸變剛度減震加固結構，地下結構位于圍巖內，地下結構的強度大于圍巖的強度，減震加固結構為設置在地下結構和圍巖之間的減震層，減震層為漸變剛度減震層，漸變剛度減震層的剛度從靠近地下結構一側至靠近圍巖一側按照以下公式逐漸減小：

y＝-0.4x+30

其中，x為漸變剛度減震層從地下結構一側至圍巖一側的厚度，其單位為cm；y為漸變剛度減震層在厚度為x處的彈性模量，其單位為MPa。

進一步地，漸變剛度減震層的材料為橡膠、泡沫樹脂和橡膠樹脂中的一種或幾種。

進一步地，漸變剛度減震層由1-3層減震層疊加復合形成。

進一步地，漸變剛度減震層的總體厚度為15cm-50cm。

應用本實用新型的技術方案，基于材料力學的應力應變關系和地震波在不同介質中的傳播特性，按照地下結構和圍巖之間的強度差異，在地下結構和圍巖之間設置剛度逐漸變化的漸變剛度減震層。地震波在不同剛度的介質中傳播時會釋放巨大能量，當地震波從地下結構傳播到漸變剛度減震層時，由于漸變剛度減震層的剛度并不是均一的，地震波在漸變剛度減震層中傳播的過程中會釋放掉大量的能量，從而減小了地震波對圍巖的沖擊，起到良好的對圍巖的減震效果。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為本實用新型實施例的減震加固結構的結構示意圖。

圖2為地震波激勵作用下三種隧道模型斷面的應變峰值圖。

圖3為地震波激勵作用下三種隧道模型斷面的加速度峰值圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標記：

10、漸變剛度減震層；100、地下結構；200、圍巖。