粘弹阻尼道床是受约束阻尼结构的启发所发明的一种新型的道床减振方式,结构主体是由道床(约束层)、基层和由粘弹阻尼材料组成的阻尼层构成。但在实际工程中,列车往往因紧急制动对道床进行冲击,使得道床对阻尼层的剪切力过大,造成阻尼层撕裂、道床与基层之间出现相对滑移,为避免此类现象出现所造成的不必要的损失,增大粘弹阻尼道床的横向刚度显得尤为重要。将道床与阻尼层、阻尼层与道床之间设置成相互咬合的棋盘界面,不但提高了阻尼层的敷设面积,还增加了截面刚度,利用基层与约束层之间的机械咬合力来抑制因车辆制动造成约束层与基层之间的相对滑移,使之适应更恶劣的工作环境。本文先是研究了一种改性的聚脲粘弹阻尼材料Qtech-413(简称Qtech-413)的阻尼性能,为大型隧道结构的模拟提供材料特性。然后利用ANSYS建立了土体—隧道—道床结构模型,初步了解粘弹阻尼道床的减振特性。最后设计制作了棋盘界面粘弹阻尼道床模型,采用简支梁、弹性两种支撑方式进行单点锤击实验,进一步研究了粘弹阻尼道床的阻尼性能。通过DMA研究了粘弹阻尼材料Qtect-413的动态力学特性,在全温域内各参数随温度的变化均有所不同,储能模量随温度的升高而减小,损耗模量随温度的变化先增大后减小,在玻璃态转变温度T_g处取得峰值;损耗模量随频率的变化与储能模量相同,在固定温度下随频率的升高而增大。对于粘弹阻尼道床在隧道结构中的模拟,得到了整体道床和粘弹阻尼道床在隧道结构中的振动响应,结果表明:当荷载频率由5Hz提高至25Hz的过程中,相同阻尼层隧道内部的时程曲线峰值由0.72m/s~2过渡到1.2m/s~2;荷载频率为25Hz时,随着道床阻尼层厚度增加,与整体道床相比振动加速度有效值分别降低7.9%、14.8%、22.1%。在对地表振动响应衰减的研究中,地表距离隧道中心0~5m范围内,粘弹阻尼道床减振作用较为稳定;距离地表隧道中心5~25m,地表振动加速度递减明显,下降了75%左右,且随着阻尼层厚度增加递减越快;距离地表隧道中心25~50m,荷载频率为5~10Hz时,地表振动响应由于弹性波的影响出现放大区,5mm阻尼层对振动放大区有较好的抑制作用,且荷载频率为15~25Hz振动加速度仍单调递减,60m后趋于平缓。简支梁约束下棋盘界面约束阻尼结构模型的振动实验表明:随着阻尼层厚度的提高,所选取的三种模型的振动持时分别为0.01807s、0.02832s、0.02295s,振动持时降低相对稳定,约为30%左右,其振动加速度幅值分别降低15%、24.6%;另外,粘弹阻尼道床模型与整体道床模型相比,振动加速度级分别降低了为14.4dB、15.4dB、20.2dB,减振效果显著;在弹性支撑条件下,随着阻尼层厚度的提高,所选取三种模型的振动加速度总有效值分别为2.56m/s~2、1.77m/s~2、1.52m/s~2,最大降低幅度达68.4%。通过时域分析、1/3倍频程谱及模型复合损耗因子分析可知,提高阻尼层及道床(约束层)厚度可以大幅降低棋盘界面粘弹阻尼道床的振动加速度级及振动时域的加速度幅值,有效的缩短模型的振动持时,对于模型阻尼性能的提升有很大帮助。对相同模型分别进行简支梁与弹性支撑下的单点锤击实验,通过对比发现,模型的加速度总级值分别为106.8dB、116.91dB,差值较为明显约为10dB,模型复合损耗因子在两种支撑条件下分别为0.1960、0.1245。由此可知,简支梁支撑提高了模型约束降低了自由度,提高了模型稳定性。研究结果表明,在进行棋盘界面粘弹阻尼道床的设计时,提高阻尼层及道床(约束层)的厚度,使模型具有较高的阻尼性能。另外,将基层与道床(约束层)设置成相互咬合的异型,一方面可避免因横向荷载过大造成的基层与道床(约束层)之间的相对滑移,另一方面异型界面的设置,相当于提高了阻尼层的面积,从而更好的进行列车振动控制。