高速铁路以其载客量大、安全性好、正点率高、舒适性好等突出优势,逐渐成为现代人较为青睐的一种交通出行方式。我国高速铁路的发展举世瞩目,然而随着列车运行速度、运载重量及运输密度的大幅提升,不可避免地加剧了铁路沿线环境振动及噪声污染的程度。这对沿线居民的身体状况、仪器设备的正常使用和敏感建筑的安全维护产生了不可忽视的影响,高速铁路减振降噪技术的研究显得尤为迫切。隔振屏障可有效地降低铁路引发的环境振动,按结构形式有连续隔振屏障与非连续隔振屏障之分。连续隔振屏障在空间上表现为一个连续的整体,其布设形式较为单一。非连续隔振屏障由数量众多的单元体以一定的排布规则组合而成,其布设形式更为灵活多样,具有较高的研究及开发价值。本文通过开展砂土地基表面的单排非连续屏障隔振试验,从一维角度对单排非连续屏障的隔振性能进行了评价,并从二维视角着手对非连续屏障与振动波的作用机制进行了探讨。在本文试验条件下,得出了一些有益于科学研究和工程实践的规律与结论:首先,在非连续屏障的隔振性能方面:(1)具有特定频率的瑞利波在地表传播时,随着传播距离的增加,所引起的地表振动逐渐减弱。相比于高频振动波,中低频振动波在土体中的传播距离较远,这表明土体对高频振动波的阻尼效果强于中低频振动波。(2)就不同类型的非连续屏障的隔振性能而言,混凝土桩的隔振性能强于隔振井,PVC空井与空井的隔振性能相近,实心桩的隔振性能强于空心桩。(3)对于空心桩而言,空心率的增大会降低空心桩的隔振效果;圆桩(包括环形和外圆内方)的隔振性能强于方桩(包括回形和外方内圆),外部截面形状对空心桩隔振性能的影响强于内部截面形状。(4)腔体内部松散填充散粒阻尼材料并不会增强空心桩的隔振性能,加强整体性阻尼材料填充桩的研究很有必要;具体来讲,空心桩填充质轻的散粒泡沫比填充散粒橡胶时的隔振效果略差,填充原场土后空心桩隔振性能降低,填土密度对于填土桩的隔振性能影响不大。其次,在非连续屏障的隔振机理方面:(1)振动波以振源为中心呈辐射状向四周扩散,随传播距离的增大总体上呈现出不断衰减的趋势。详细来讲,以ζ为参考指标的瑞利波的振幅耗散过程存在4个阶段和2个节点值,ζ衰减至0.6时会有一段稳定区域,衰减至0.25后衰减变平缓,其他阶段衰减较快。(2)桩对瑞利波的屏蔽效果表现在:排桩振动屏蔽区分布于以各单桩为顶点的桩后喇叭状区域内,增加桩的数量有助于提高隔振效果,既体现在隔振程度又体现在屏蔽区域的面积上。(3)桩对瑞利波的加强效果表现在:分布于桩前、桩间及桩后的一定区域内会发生振动增强,振动增强现象涉及振动增强区和振动增强带2种。振动加强区按形成原因分为3种:第一种是由于瑞利波的绕射而形成,位于排桩桩前最外侧两桩角处;第二种是由于瑞利波的散射而形成,位于排桩桩间空隙处;第三种是由于绕射及散射振动加强区与振源之间振动叠加在桩前区域产生的。桩的数量越多振动加强越明显。一般情况下,任意桩数的排桩振动加强带连接散射振动加强区,位于桩间空隙延伸到桩后一定范围的区域内,数量与桩间空隙的数量相对应,振动加强带范围不尽相同。特殊的,单桩振动的振动加强带有2个,连接桩角绕射振动加强区,紧邻桩后振动屏蔽区。