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第1章 绪论1

1.1 工程结构隔震1

1.1.1 隔震基本原理2

1.1.2 隔震技术研究现状4

1.2 交通环境振动9

1.2.1 交通环境振动的危害9

1.2.2 交通环境振动的控制措施13

1.3 周期结构概述21

1.3.1 周期结构的概念及其特性21

1.3.2 周期结构的研究历史与现状24

1.3.3 周期结构隔震减振应用28

参考文献29

第2章 周期结构的基本理论49

2.1 固体物理基本概念49

2.1.1 平移周期性50

2.1.2 原胞与单胞51

2.1.3 空间对称性52

2.1.4 倒格子55

2.1.5 布里渊区58

2.2 周期介质中的弹性波62

2.2.1 弹性动力学基本方程62

2.2.2 弹性波动问题基本概念66

2.2.3 Bloch定理78

2.2.4 周期结构频散曲线及衰减域82

2.2.5 黏弹性人工边界87

2.2.6 波动输入问题92

参考文献95

第3章 周期结构的频散特性和能量流动特性98

3.1 引言98

3.2 周期结构的频散特性99

3.2.1 散射型周期结构——多质点弹簧振子模型99

3.2.2 局域共振型周期结构——主子结构模型101

3.3 周期结构的衰减域105

3.3.1 频散曲线的一致性关系105

3.3.2 衰减域边界频率106

3.4 有限周期结构的动力特性108

3.4.1 频率响应函数109

3.4.2 理想周期结构和有限周期结构110

3.5 周期结构的能量流动特性111

3.5.1 散射型周期结构的能量流动特性112

3.5.2 局域共振型周期结构的能量流动特性116

参考文献119

第4章 周期结构频散特性分析方法121

4.1 传递矩阵法121

4.1.1 特征方程的建立121

4.1.2 频散特性分析与计算123

4.1.3 有限层状周期结构的传输特性123

4.2 平面波展开法124

4.2.1 平面波展开法的基本原理125

4.2.2 傅里叶系数与结构函数129

4.2.3 平面波展开法的收敛性及改进133

4.3 多重散射理论145

4.3.1 基本思路145

4.3.2 三维多重散射理论145

4.3.3 二维多重散射理论152

4.3.4 有限结构层间多重散射理论157

4.4 时域有限差分法163

4.4.1 基本原理163

4.4.2 波动方程离散化164

4.4.3 初始条件168

4.4.4 边界条件168

4.4.5 频散曲线170

4.4.6 算法稳定性与实用离散方法170

4.5 有限单元法172

4.5.1 基于复数运算的有限元法172

4.5.2 基于通用有限元软件的频散曲线分析175

4.6 微分求积法176

4.6.1 微分求积法基本原理176

4.6.2 强形式微分求积元法179

4.6.3 弱形式微分求积元法183

4.6.4 复杂周期结构的处理190

4.6.5 有限周期结构的传输特性192

参考文献192

第5章 层状周期结构的动力特性及层状周期性隔震基础198

5.1 引言198

5.2 理想层状周期结构及衰减域199

5.2.1 理想层状周期结构199

5.2.2 衰减域特性分析200

5.3 参数分析202

5.3.1 衰减域边界频率202

5.3.2 最大衰减因子204

5.4 衰减域的近似确定方法204

5.5 有限周期结构的动力特性206

5.5.1 谐响应分析206

5.5.2 时程响应分析207

5.6 层状周期隔震基础隔震效果的数值模拟208

5.6.1 层状周期隔震基础模型208

5.6.2 数值模拟结果208

5.7 层状周期隔震基础试验研究210

5.7.1 试验模型210

5.7.2 测试内容211

5.7.3 测试结果211

参考文献214

第6章 二维周期结构的动力特性及其隔震应用216

6.1 引言216

6.2 二维周期结构及其衰减域217

6.3 完全衰减域217

6.3.1 高对称周期结构217

6.3.2 散射型周期结构的完全衰减域218

6.3.3 局域共振型周期结构的完全衰减域221

6.4 方向性衰减域222

6.4.1 非高对称周期结构222

6.4.2 散射型周期结构的方向性衰减域223

6.4.3 局域共振型周期结构方向性衰减域226

6.5 混凝土配筋对衰减域的影响227

6.5.1 材料等效227

6.5.2 配筋影响分析229

6.6 有限周期结构的动力特性229

6.6.1 分析模型230

6.6.2 数值计算结果230

6.7 二维周期隔震基础的数值模拟233

6.7.1 二维高对称周期隔震基础233

6.7.2 二维非高对称周期隔震基础235

6.8 二维周期隔震基础的试验研究242

6.8.1 试验模型及仪器242

6.8.2 水平向隔震性能测试243

6.8.3 竖向隔震性能测试245

参考文献246

第7章 三维周期结构的动力特性及其隔震应用249

7.1 引言249

7.2 三维周期结构及其衰减域249

7.2.1 平面波展开法250

7.2.2 正确性验证251

7.2.3 计算方法对比251

7.3 参数分析253

7.3.1 几何参数254

7.3.2 物理参数255

7.4 黏弹性边界条件及波动输入方法256

7.5 三维周期结构隔震性能数值模拟257

7.5.1 单频简谐荷载输入258

7.5.2 地震波输入259

7.6 三维周期隔震基础的试验研究263

7.6.1 试验模型及仪器263

7.6.2 水平向隔震性能测试264

7.6.3 竖向隔震性能测试265

参考文献267

第8章 周期性连续墙在交通环境减振中的应用269

8.1 引言269

8.2 连续墙衰减域参数分析270

8.2.1 材料参数的影响271

8.2.2 几何参数的影响273

8.3 连续墙的单频谐响应分析276

8.4 连续墙减振效果数值模拟278

8.4.1 地铁激励278

8.4.2 受位置A处激励作用279

8.4.3 受位置B处激励作用287

参考文献295

第9章 周期性实心排桩在交通环境减振中的应用296

9.1 引言296

9.2 控制方程297

9.3 对平面内耦合波（P-SV波）的隔离298

9.3.1 衰减域存在性验证298

9.3.2 衰减域影响因素分析301

9.3.3 减振效果数值模拟304

9.4 对出平面波（SH波）的隔离310

9.4.1 衰减域存在性验证310

9.4.2 衰减域影响因素分析310

9.4.3 减振效果数值模拟314

参考文献319

第10章 周期性填充排桩在环境减振中的应用323

10.1 引言323

10.2 填充排桩对P波和SV波的隔离324

10.2.1 正确性验证324

10.2.2 衰减域影响因素分析326

10.2.3 减振效果数值模拟328

10.3 填充排桩的振动机制331

10.4 空心排桩对SH波的隔离334

10.4.1 存在性验证334

10.4.2 单元类型和内半径对衰减域的影响334

10.4.3 频率响应336

参考文献337

第11章 改进的周期结构在隔震减振中的应用338

11.1 引言338

11.2 组合层状周期隔震基础338

11.2.1 组合层状周期隔震基础模型338

11.2.2 谐响应分析339

11.2.3 地震动时程分析341

11.3 等效层状周期隔震基础351

11.3.1 等效层状周期隔震基础模型351

11.3.2 等效模型衰减域计算方法352

11.3.3 隔震性能模拟353

11.4 复合排桩减振358

11.4.1 复合排桩有限元模型358

11.4.2 单频平面波入射响应分析360

11.4.3 多频平面波入射响应分析361

11.5 波在分层土中的传播363

11.5.1 分层土的动力特性363

11.5.2 分层土位置对衰减的影响367

参考文献369

索引370