[发明专利]一种减弱大型构筑物倒塌引起地面振动的方法

权利要求书

1.一种减弱大型构筑物倒塌引起地面振动的方法，其特征在于，包括以下步骤：

Ⅰ)确定构筑物倒塌后瓦砾堆积的地面范围；

Ⅱ)提供减振垫层，设计选定该减振垫层的初步物理参数，利用所述瓦砾堆积中的碎片和瓦砾得到所述减振垫层的压缩高度，再将所述初步物理参数与所述压缩高度进行比较，进而确定所述减振垫层的最佳密度；

Ⅲ)设计制作所述减振垫层；

Ⅳ)将最佳密度确定的所述减振垫层布置在所述瓦砾堆积的地面范围内；

所述步骤Ⅱ具体包括：

a.确定在步骤Ⅰ中瓦砾撞击地面时两种不同的碎片及其特征，一种是具有最大体积的碎片及这种碎片的速度，另一种是具有最大速度的碎片及该种碎片的体积；

b.根据地基施工开挖土体深度和地面设计标高，设计选定所述减振垫层的厚度；

c.选取泡沫混凝土的密度，应用相应的受压应力-应变关系公式，该公式如下：

A＝＝3.3×10¹³ρ^3/2-3.5×10¹³ρ (2)

B＝432.1ρ^3.8 (3)

E＝968.2ρ²+31.7ρ (4)

式中，ρ为密度，单位g/cm³；σ为应力，单位MPa；ε为应变，无单位；A为中间量，单位MPa；B为中间量，单位MPa；E为中间量，单位MPa；m为常数，取0.33；α为常数，取0.17；k为常数，取1.1；l为常数，取3.9；

d.通过有限元模型，并分别以最大体积的所述碎片和具有最大速度的所述碎片撞击所述减振垫层，进而分别得到所述减振垫层的压缩后高度，取两者的较大值并初步确定为所述减振垫层的压缩高度；

e.若步骤d所得到的所述减振垫层的所述压缩高度小于步骤b中所选定的减振垫层的厚度，则减小步骤c中所述减振垫层的密度以使得所述减振垫层变松软，重新计算步骤c至步骤e；

f.不断试算，直至步骤d所述得到的减振垫层的所述压缩高度接近且小于所述减振垫层的厚度，从而确定所减振垫层的所述最佳密度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选用泡沫混凝土作为所述减振垫层。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤Ⅰ具体包括：

通过有限元数值模拟的方式，确定各种荷载作用下，所述构筑物倒塌后所述瓦砾堆积在地表的范围。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述荷载包括地震和强风。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，实施所述步骤Ⅲ具体包括：

提供原材料包括发泡剂、水泥、粉煤灰、石灰、石膏和轻集料；

制作时，先将所述发泡剂与水混合均匀并不断搅拌形成泡沫溶液；

再将所述原材料和水混合均匀以形成混合物；

然后将所述泡沫溶液加入到所述混合物中，并搅拌均匀；

最后经养护后得到所述减振垫层的成品。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，实施所述步骤Ⅳ具体包括：

采用分层法施工，将所述减振垫层等厚度地分层浇筑在所述瓦砾堆积的地表范围之内，并使所述减振垫层的顶部标高与相邻的所述地面标高相同。