强夯振动衰减规律的研究

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1、强夯振动衰减规律的研究123谭捍华,孙进忠,祁生文(11贵州省交通设计院,贵阳550001;21中国地质大学,北京100083;31中国科学院地质研究所,北京100011)摘要:本文根据大量的强夯地面振动监测资料对强夯地面振动的衰减规律进行了统计分析,分析表明用夯检距的负幂函数描述强夯地面振动衰减统计规律是合理的。量纲分析证明,上述统计衰减规律也是符合物理规律的。谱分析表明,各个单频成分的强夯振动衰减同样符合负指数函数规律,衰减指数在频率域中的变化规律可用频率的三次多项式表示。关键词:强夯地面振动;衰减规律;统计回归;量纲分析+中图分类号:TU47

2、2131文献标识码:AAbstract:Theattenuationofdynamiccompactionvibrationisstatisticallyanalyzedhereinbasedonlargeamoutofmonitoringdataandtheresultindi2catesthattodescribetheattenuationofdynamiccompactionvibrationbynegativepowerfunctionisreasonable.Itisverifiedbydimensionalanalysisthatth

3、eabovementionedstatisticalattenuationisalsoinconformitywithphsicallaw.Spectralanalysisshowstheattenuationofdynamiccompactionvibrationofeverysinglefrequencycomponentaccordswithnegativeindexfunctionaswell.Thevariationofattenuationindexinfrequencycanbeexpressedbythecubicpolynomia

4、loffrequency.Keywords:groundvibrationbydynamiccompaction;attenuationlaw;statisticalregression;dimensionalanalysis夯检距的增加按负幂函数曲线规律衰减。1引言图1是4个不同场地强夯地面垂直振动速度随距离衰减[5,6]强夯法加固地基施工简单、费用低,在许多情况下能满的回归分析曲线,表1是回归方程和相关系数。图2是[1]足工程要求,从而在世界范围内得到广泛应用。然而,强北京住总构件厂搬迁场地强夯地面振动速度垂直分量随距离夯在土体中所产生的强大应

5、力波必然会引起周围土体的振的衰减回归分析曲线,表2是对应每一条曲线的分析结[2][7]动,对周围建筑物、仪器仪表、人体等造成损害。因此,果。虽然5个场地的夯锤形状、夯击能量、场地条件、测在进行强夯地基处理时,常常需要对其振动效应进行评价。线长度、测点间距和个数、监测仪器和设备以及分析软件和了解和掌握不同施工和场地条件下强夯振动的影响范围以及人员都不同,但从图表中可以看出用负幂函数曲线来拟合实强夯振动随距离的衰减规律是进行强夯振动效应评价的基础。测数据,结果是理想的。可以看出:强夯地面振动速度随距另外,从土动力学角度看,强夯是一种瞬态冲击荷载。离的衰

6、减规律用式(1)来表示是合理的。-β由于它作用于地面的能量便于控制,因此可以作为一个可控ν=k·r(1)的土动力学原位试验。可见,通过研究强夯作用下土体振动式中:β—衰减指数;k—当量系数;ν—测点最大振动速度特性和土中波的传播与衰减规律,来了解土的动力学性质,(cmPs);r—夯检距(m)。[3]研究表明,式(1)中的当量系数k值的大小与强夯夯是一个值得研究的问题。所以,进行强夯振动衰减规律的研究是十分必要的。击能W和场地介质条件有关;而衰减指数β值的大小主要[6]与场地介质条件有关。2强夯振动衰减的统计规律图3(a)是长山电厂地面振动速度水平分

7、量随距离的描述振动的参数主要有3个,即振幅(强度)、频谱和衰减曲线,从图和表3可以看出:地面振动的水平分量也随持时,称为振动三要素。强夯振动衰减研究主要关注的是地距离增大按负幂函数衰减;地面振动位移和地面振动加速度面振动的强度,振动三要素中与之相关的量主要是振幅。振同地面振动速度一样,也按负幂函数曲线的形式衰减(图3幅是指质点振动加速度、速度、位移三者之一的峰值、最大(b)和图3(c)。[4]值或某种意义的有效值。振幅的大小是振动能量的反映,振幅的变化反映了振动强弱的变化。强夯地面振动的振幅随收稿日期:2001201202;修订日期:2001203

8、215夯击点到观测点距离(夯检距)的增大而减小,这种现象称作者简介:谭捍华(19722),男(汉族),湖北荆州人,助为强夯