机械振动技术工程应用研究进展_薛渊

第24卷 增2

岩石力学与工程学报 V ol.24 Supp.2

2005年11月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Nov.，2005

收稿日期：2004–02–16；修回日期：2004–04–13

基金项目：国家自然科学基金资助项目(50378031，50178027)；哈尔滨市科技攻关计划项目(2003AA9CG048)

作者简介：薛 渊(1968–)，男，1994年毕业于哈尔滨工业大学机械设计及制造专业，现为博士研究生、讲师，主要从事工程机械动力学方面的教

机械振动技术工程应用研究进展

薛 渊1，凌贤长2，陆念力1，凌 晨2，杜少安1

(1. 哈尔滨工业大学 机电工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001；2. 哈尔滨工业大学 土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001)

摘要：机械振动工程应用技术属于一项多学科交叉、联合的综合技术已伸入土木工程的很多方面，其工程应用的效应、前景日益倍受学术界和工程领域的关注。经过近百年的发展历史，机械振动工程应用技术目前已经成熟且形成颇具自身特色的工程技术理论体系。以机械振动技术工程应用的若干范例为依托，详细介绍了机械振动技术工程应用的进展及其现状，并初步归纳了其工程应用研究的关键技术理论及进一步研究的关键科学问题。 关键词：土木工程；机械振动技术；工程应用；研究进展

中图分类号：TH 113.1 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2005)增2–5901–08

PROGRESS OF APPLICATION AND RESEARCH ON MECHANICAL

VIBRATION TECHNOLOGY IN ENGINEERING

XUE Yuan 1，LING Xian-zhang 2，LU Nian-li 1，LING Chen 2，DU Shao-an 1

(1. School of Electromechanical Engineering ，Harbin Institute of Technology ，Harbin 150001，China ；

2. School of Civil Engineering ，Harbin Institute of Technology ，Harbin 150090，China )

Abstract ：Mechanical vibration technology in engineering application (MVTEA) belongs to a comprehensive technology of multi-discipline ，which has stretched to many fields in civil engineering. Its effects and prospects have increasingly caught many scholars ′ attentions in academic and engineering fields. Through near a hundred years ，MVTEA has ripened and formed a technological and theoretical system of itself characteristic. MVTEA includes some typical vibration technologies ，such as technology of vibration compacting foundation ，technology of vibration compacting in pouring concrete engineering ，technology of vibration driving pile ，vibrofloatation ，block vibration molding technology ，technology of percussion drilling ，and dynamic test technology. According to the properties of the typical vibration technologies ，the progresses and present situations of MVTEA are introduced in detail. The key theories and technologies of MVTEA are preliminarily summed up and some critical scientific problems for further research are presented.

Key words ：civil engineering ；mechanical vibration technology ；engineering application ；progress of research

1 引 言

机械振动技术应用于土木工程的实践可以追溯

到20世纪初期。20世纪30年代，人们就认识到充分

利用机械振动技术进行土木工程施工，可以很好地减轻施工强度、加快施工速度、提高施工质量、降低施工成本等，使一些施工棘手难题得到有效解决

并获得新的技术突破。早期对机械振动技术的应用主要局限于密实地基工程，如土体在动荷载激励下，

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土粒之间摩擦力激剧下降、孔压快速上升，致使土粒处于悬浮或流动状态，称之为土体“振动液化”现象[1]。当动荷载的振动频率等于或接近于土粒的固有频率时，土体“振动液化”现象最明显[2]，在压实地基、打桩等工程中便利用土体的振动液化特性而使施工易行且提高施工质量。如此，机械振动技术在工程中的应用经过不断演化与开发，逐步形成了地基振动压实技术、混凝土浇注振动密实技术、振动打桩技术、地基加固振冲技术、砌块振动成型技术、振动–冲击钻井技术、振动(动力)试验技术等。至今，随着工程振动理论的发展和先进机械电子技术的引入，机械振动技术在土木工程各领域中的应用已取得了长足的进展，目前正朝着智能化方向推进。

2 工程应用的若干范例

2.1 地基振动压实技术

地基振动压实是在动荷载作用下强迫土体振动，以降低土粒之间摩擦力且使之“液化”，削弱土粒之间的力学联系，并在一定的超载压力或土体自重力作用下，排出土体中部分孔隙水和气体，降低土体的孔隙度且使土粒重新排列，从而达到压实地基且改善其承载性能的目的[3～5]。

(1) 垂直振动压实技术

1930年，德国研制了第一台拖式牵引振动平板夯，开辟了将振动技术应用于工程地基压实的先河。1940年研制了振动压实机。之后，振动压实技术在工程中一度获得了十分广泛的应用，垂直振动压实技术的作用力垂直于地面，其最佳压实深度可达500 mm[3]。

(2) 振荡压实技术

通过振荡机构的作用使激振力与地面平行，达到压实地基且改善其承载性能的目的。其特点是，从根本上克服了垂直振动给上部机架、周围环境及下层建筑结构带来的有害影响；使得土体(地基)表面更加光整、致密，又不压碎铺层的集料，振动能量利用率高[5]。振荡压实技术是20世纪80年代瑞典Geodynamik的H.Thurner博士发明的，之后于20世纪90年代由德国HAMM公司和日本酒井公司作为商品推向市场，目前已被广泛应用于SMA，OGFC等难压的热沥青混合料和桥面压实等不希望对建筑结构产生有害振动的工程。振荡压实技术较垂直振动压实技术提高功效10%以上，甚至节能40％[6]。

(3) 混沌振动压实技术

混沌振动属于一种宽频宽幅振动，由混沌振动器产生且在主频附近有许多其他振动频率。在混沌振动的激励作用下，土体达到或接近于全频域振动，致使土体中各种大小不一颗粒间的摩擦力显著减少，孔压快速上升而呈现流动状态，十分有利于土体(地基)的动力压实。20世纪90年代末，我国将混沌振动压实技术应用于路面压实工程中。与单频振动压实相比，混沌振动压实具有更好的振动减摩机制、更高的压实效率，就砂土地基而言，相同时间内可以提高压实功效1.3～1.8倍[7]。

(4) 复合振动压实技术

复合振动是不同方向谐和振动的组合，由振源产生2个或2个以上的振动同时作用。实践表明：复合振动压实技术对地基压实效果优于单自由度振动技术[8]。

(5) 冲击压实技术

在地基、路基压实工程中，冲击压实技术综合了滚碾、冲击、搓揉并具有低频、大振幅的地震波传播振动的特性[9]，大大提高土体的压实效果和影响深度。冲击频率一般为1～4 Hz、压实深度可达1～5 ｍ。非圆形冲击压路机由南非国家运输与道路研究所(NITRR)Clifford J M发明，20世纪70年代申请专利，经20多年努力由南非兰派公司将其转化为一个成熟的产品而推向世界。非圆形冲击压路机特别适合于路基高填方、天然地基、粘性土体等的压实，我国于20世纪90年代后期引进此项技术，一直倍受欢迎。

2.2 混凝土工程浇注振捣技术

在混凝土工程(包括现浇混凝土工程和预制混凝土工程)的浇注工艺中，必须采用振动技术排出混凝土中的空气及部分水分，使混凝土骨料有规则排列且降低其孔隙度，以最大限度地提高混凝土的密实度、强度且改善其性能。此外，浇注振捣技术对于防止大体积混凝土裂缝也有一定作用[10]。影响混凝土浇注振动密实效果的主要因素有振动频率、振幅、振动持时，一般认为振动频率越高密实效果越好[11]。振动器的性能是决定混凝土浇注振动密实技术的关键，目前使用的振动器有低频(33～83 Hz)、中频(83～133 Hz)和高频(133 Hz以上)三种[2]。根据振动器的工作形式分为内部振动器和外部振动器。内部振动器将振动直接传递给混凝土，因而有利于提高振动密实效果和工作效率，适合于厚度较大的

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大体积混凝土浇注振实工艺。内部振动器多为行星滚锥式，因采用行星增频振动机构而大大提高了振动频率(可达350 Hz)，且结构简单、空间紧凑、重量轻，所以工程中一度广泛应用。近年来，随着小外径强力马达的出现，使偏心块式内部振动器获得进一步发展；此外，为得到所需的振动频率，一般将通常50 Hz的电网频率提高到200 Hz，同时将电压降低至42 V。采用高频内部振动器可达到较高密实效率，一般只需10～20 s的振动持时即可将棒体周围10倍于棒径范围的混合料密实[11]。外部振动器包括附着式、台式、平板式等，常用于预制混凝土构件的浇注振实，由于其振动是通过模板传递给混凝土，所以振实效果不如内部振动技术。

2.3 振动打桩技术

振动打桩技术的工作机理是通过桩体将振源的动能传递给土体，强迫土体产生振动、土粒在振动激励下摩擦力减少，在桩自重力和激振力的共同作用下把桩沉入地基中[12]。振动打桩技术的振动频率有低频振动(5～12 Hz)、较高频振动(12～25 Hz)、高频振动(25～41 Hz)、超高频振动(100 Hz以上)[2]。目前，振动打桩技术有机械式和液压式两种。液压式振动打桩技术于20世纪70年代由美国MKT公司率先研制成功。因采用液压传递动力、控制频率和振幅，易于实现智能化[13]，且具有贯入力强、沉桩质量好、使用方便、可水下作业、噪音低、环境振动污染小等诸多优点，有十分广泛的应用前景[14]。在20世纪80年代，我国引进了液压式振动打桩技术。在粘性和坚硬土层中打桩和拔桩时，采用振动冲击技术——谐和振动和脉冲振动相结合的振动技术，可获得较好的效果，这是振动冲击沉桩理论的工程应用。

2.4 地基加固振冲技术

振冲技术是软土地基加固的重要手段之一。振动器工作时，土体发生“液化”现象，使土的结构重新调整、土粒重新排列，从而显著降低土的孔隙度、提高其密实度而达到加固地基的目的。振冲加固砂土地基主要是减小土的孔隙率、提高其相对密度，砂土地基振冲加固后的相对密度可达92%～95%[1]；振冲加固粘土地基主要是形成碎石桩，与周围土体形成“复合地基”，并使粘土排水固结，以提高地基的承载力。

1930年，德国凯勒发明了振冲器。1937年，在凯勒工作基础上，研制了世界上第一台可很好用于实际工程的振冲器，20世纪70年代，振冲技术推广到近20个国家，我国于1976年引进振冲技术，1978年我国成功地对官厅水坝地基下的沙层进行抗震加固，使相对密度从50%提高到80%以上，满足抗9度地震烈度的设计要求。经过70多年的不断发展，振冲技术逐渐走向成熟，并广泛应用于建筑工程、水利工程、交通土建工程等多种工程领域。目前，振冲技术正朝着智能化、多功能、大功率的方向发展。

2.5 砌块振动挤压成型技术

由于水泥浆液与集料颗粒之间的内摩擦力、粘聚力的作用，加之水泥浆液又是流动性欠佳且易沉淀淅水的颗粒状浆液，致使混凝土拌合物流动性差、难以密实和填充模箱。采用振动技术迫使混凝土拌合物发生部分或全部“液化”以加大其流动性，与此同时施加一定的压力，极有利于提高砌块的密实度和填充度，将大大改善砌块的性能且缩短其成型周期。此外，通过振动拔模，既提高拔模的速度，又不损坏砌块的形状[15]。因此，砌块振动成型技术在工程中获得了越来越广泛的应用。如今，砌块振动成型技术的频率一般为46～60 Hz，在实际应用中，若要达到高频振动，则需穿越振动器的共振区，所以高频振动技术受到很大限制。目前，美国贝赛尔V3–12砌块振动成型机的最高振动频率为57 Hz，是现代先进砌块振动成型机的典型代表之一。由于计算机技术的引进，砌块的生产实现了全自动化流水线生产。

2.6 振动、冲击钻井技术

振动钻井技术是利用振动器高速运动的动能破碎地基岩土而成井，钻进速度较快。由于冲击钻井技术能够破碎坚硬的岩层且作业深度大、井筒口径大、设备构造简单、制造成本低、操作简单、易于实现，所以在建筑工程、探矿工程中一度获得广泛应用，特别适用于开挖其他成井技术难以实现的大口径、大深度的坚硬岩层。工程中，往往采用回转－冲击联合钻井技术，进一步提高了钻井效率。

冲击钻井技术历史悠久，公元1041～1048年(北宋)，我国在自贡井盐生产中广泛采用冲击钻井技术。1835年，冲击钻井技术已有很大发展，可开凿上千米深的盐井——桑海井[16]。19世纪40年代末，德国工程师Kind发明了蒸汽机驱动的冲击钻井技术。19世纪后期，冲击钻井技术在德、法、比、英等国广泛应用，共钻了90多个井筒，最大钻进深度达404 m[17]。从此，冲击钻机技术获得了越来越广泛的应用。近200多年来，对钻头设计、冲

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击频率、提引系统、排渣系统、冲击机构、电气控制系统等关键技术进行了不断研究与开发，从而大大加快钻进速度。20世纪70年代，意大利、日本、法国成功研制出反循环冲击钻机，其最突出的优点是反循环排渣系统，能够及时将土渣排出井筒，显著提高了钻进效率(是同功率无循环钻机的3～5倍)。20世纪80年代，我国开始研发反循环钻机，取得很大成功。目前，反循环钻机引入液压技术和计算机控制技术，在冲击钻井过程中能够根据实际地层特性和钻进需要自动调节与控制冲击的进给量，实现钻进过程自动化[18]。

2.7 振动(动力)试验技术

振动(动力)试验技术在土动力学、地震工程、工程抗震(振)与隔振、减振研究中具有极其重要意义，包括常规土动力学试验(如动三轴试验、共振柱试验、动剪切试验)、动力模型试验(如振动台模型试验、离心机模型试验)、现场原位动力试验(如爆破动力试验或人工地震试验)等，首先应用于土动力学与岩土地震工程研究中(主要研究土在震动激励作用下的动力特性)。动力模型试验能够提供典型振动条件或模拟(再现)环境，以检验、评价地基、土工构筑物与结构物、工程装置、机械设备等动力性能，并研究土–结动力相互作用、工程动力响应与灾变行为、结构减振与隔振技术。

动力模型试验的主要设备是振动台和离心机，而目前使用较多的则是振动台。早期的动力模型试验在简单的单自由度振动台上进行，20世纪50年代中期以后开始在振动三轴台上进行土工动力模型试验。1966年日本建造第一台正弦波驱动振动台以来，振动台模型试验技术得到了新的发展。由于振动台的承载力和功率均比较大，能够产生持时长、激振力大的振动波，所以模拟动力模型试验有广阔的发展空间。1970年，日本科学技术厅国立防灾科学中心制造出世界上最大的振动台，其尺寸为15 m×15 m。1971年以前的振动台均为单自由度，1978年以后开始研制3轴6自由度的振动系统，1980年以后3轴6自由度模拟振动已较为普遍[19]，复合振动台(振动台安装在离心机上的装置，以获得高g值)的研究始于20世纪70年代，80年代得到一定程度的应用。复合振动台有机械式、电压式、爆炸式、电动式、液磁式、液压式等多种，液压式复合振动台具有承载力大、推力大、结实耐用、易于实现高精度的力和位移控制等优点，所以在大型构件动力模型试验中的应用越来越广泛[20]。20世纪60年代末以来，随着土木工程的不断发展和对防灾减灾的逐步认识(特别是20世纪60～70年代，巨大地震灾害之后)，加之现代机械电子技术、机械设计制造技术、数控技术、计算机技术的引进，振动台正朝着大功率、大频率范围、多自由度、高精度模拟环境、可视化方向发展，尤其是高质量、多功能大型地震模拟振动台的问世，振动试验技术一度获得了长足的发展，可以进行大比例尺或足尺地震模拟动力试验，如建筑载荷下的振动砂土液化研究[21]，建筑结构抗震、隔振、减震研究[22，23]，以及结构抗震设计与地震安全性评价研究[24]等。

与离心机模型试验相比[25]，模型振动台试验无科利奥利效应问题；可在短期内做较多的试验以消除一些随机影响因素；可研究边界条件对模型动力响应的约束作用；并可以获得与离心机模型试验一致的结果：可进行二维、三维模拟，以及在液化场地土–结动力相互作用理论研究方面，基于有效应力原理的整体分析法和基于非线性文克尔地基梁假定的并联弹簧–阻尼器分析法，能够得到与试验相吻合的结果(这也是今后进一步发展的方向)，因而是目前研究土–结动力相互作用的重要途径且已成为解决工程动力问题的有效手段，尤其是在液化场地土–结动力(地震)相互作用研究方面日益获得越来越广泛的应用。美、日两国近年来的发展速度相当快(如1992年美、日两国开始了EDUS联合项目)，有的研究成果已成功应用于桥梁抗震设计，日本的此项研究正走向“产业化”发展阶段。在上述研究中，1995年以前主要是小比例尺试验，1995年以后逐步开展大比例尺或原型试验。目前，液化场地土–结地震相互作用大型振动台模型试验研究仍是国际上公认的一大热点和难点。

3 工程应用的关键技术理论

3.1 砂土振动液化理论

砂土振动液化是利用振动技术改善地基工程性能的重要条件之一，如地基的振动压实和振冲加固、振动打桩等。因而，砂土振动液化理论是机械振动技术工程应用的一个关键技术理论。砂土振动液化是指饱和砂土或粉土在振动荷载作用下，孔压持续上升、有效应力随之下降，当孔压上升到一定值(孔压比为0.65～1.00)而使有效应力降为0或接近于0时，土体便处于流动状态(土粒处于或接近于悬浮状态)。触发(饱和)砂土振动液化的动力条件主要包括

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振动荷载的频率、振幅(强度)、持时三方面。由于天然砂土的结构性、粒度成分、种类等均较复杂，从而给研究砂土振动液化问题带来较大困难。研究表明：激振力的频率、振幅(强度)是设计机械振源的主要参数[26]，目前主要是依据试验及工程经验来确定，如地基振动压实的频率为25～55 Hz、振幅为0.7～1.8 mm，地基加固振冲的频率为16～24 Hz、振幅为4～11 mm，振动打桩的频率为5～100 Hz、振幅小于10 mm。当无精确、可行的计算方法时，经验数据是研究和设计机械振源的重要依据。但是，这些经验数据的变化范围很大，如振动打桩的最高频率为最低频率的20倍。在如此大的范围内，选择合适的机械振源频率或振幅，单凭经验将避免不了一定的盲目性。所以，在砂土振动液化研究中，探讨快捷且置信度高的方法，合理确定机械振源的频率、振幅，对于振动机具的研制具有极其重要的现实意义。

3.2 振动系统动力学分析

地基、振源及其相关的设备构成了十分复杂的振动力学系统。系统振动模型、土的动弹性模量(动刚度)、土对振动系统的阻尼及土的其他动力学特性是振动机具研制的关键，不少学者均对其做了不少很有价值且卓有成效的研究工作[27～30]。在振动系统的动力学研究中，以下2点显得特别重要：

(1) 在振动时土的动刚度和阻尼很复杂，因为振动过程中参与振动的土的质量和性质往往发生变化[30]，如地基振动压实、振动打桩。

(2) 机械振动技术在工程中的应用主要是振动利用，但是也不能忽视振动避免。振动避免主要应考虑参与振动的设备振动，力求避免设备的共振；同时，也要考虑振动对环境不良的影响[31]。

由于土体系统是一个非线性耗散结构体系，振动过程中有可能出现分形或突变现象，可能对周围环境造成意想不到的危害，所以对土的振动特性分析需要考虑其动力非线性行为。

3.3 振动机构设计

振动机构是振动机具产生振动的核心部分，直接决定了振动机具的振动特性和工作性能，更是机械振动技术得以实现及其工程应用的关键。常见的振动机构有机械式、液压式、压电式、电磁式4种，简述如下：

(1) 机械式振动机构应用比较普遍，基本形式分为圆周振动机构、扭转振动机构、行星振动机构、混沌振动机构、曲柄连杆冲击机构、卷筒式冲击机构、凸轮振动机构。

圆周振动机构的工作原理是转轴带动偏心块旋转，由偏心块旋转产生的离心力对转轴产生周期性作用力而触发转轴振动[2，3]，该振动机构简单、工程应用广泛，普遍用于地基振动压实、混凝土浇注振动密实、振动打桩、地基加固振冲、砌块振动成型等。扭转振动机构是在一个振动轮内有两个转轴，两个转轴的转速、转向相同，但是两个转轴上振动块的位置相差180°，两个振动块旋转产生的离心力形成一对力矩，迫使机构发生扭转振动，这就是常用振荡压路机的振荡机构[6，8]。行星振动机构有增频作用，最高振动输出频率达350 Hz[2]，通常用于高频插入式混凝土振动密实技术之中。混沌振动机构属于一种非线性振动系统，当系统参数满足一定条件时，即使在确定性输入下，输出仍为不规则的混沌振动[32]；曲柄连杆冲击机构是冲击钻井技术的常用机构，对钢丝绳磨损小，易于实现自动冲击，通过合理设计可以利用四连杆的“急回”过程实现“慢提快放”。卷筒式冲击机构通过卷筒的主离合器进行工作控制，其结构比曲柄连杆式冲击机构简单，并可以获得较大的冲程值，在大型、大冲程的冲击式钻机中具有较大的发展潜力[33]。凸轮振动机构主要用于振动台，结构简单、操作方便、便于产生一定频率范围的正弦波，因而在振动台中获得广泛应用。

(2) 液压式振动机构由流体产生波动或冲击振动的机理有几种。按照工作原理，液压式振动机构有滑阀式和偏心块式两种。滑阀式振动机构的工作原理是阀门突然关闭时，阀门前油的流量突然降为零，油突然失去动能，造成压强突然升高、并向输入端传递，迫使系统瞬时出现高压，油阀周期性启、闭便触发系统周期性振动[34]。液压式振动机构的结构紧凑、频率高，可很好用于振动打桩技术。应该指出，液压偏心块式振动机构实质上与圆周振动机构的工作原理一致，只是前者的驱动力为液压驱动。

(3) 压电式振动机构的工作原理是给电陶材料提供一个电场，使之产生期望的交替变形，从而触发振动，压电式振动机构主要应用于振动试验技术中。1982年，美国Arulanandan等压电式振动机构用于离心加速度为100 g的复合式振动台，对23 kg 的土壤模型产生500 Hz左右的正弦激励。压电式振动机构的缺点是压电材料可产生的能量有限，只能用于小质量试件试验[35]。

(4) 电磁式振动机构包括一对耦合线圈，一个线圈通恒定直流电流，另一线圈通交流电，两个线

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圈间的吸引和排斥产生振动，其振动频率范围较大(50～400 Hz)。电磁式振动机构的缺点是机构庞大，电流较大时将对测试数据产生干扰。电磁式振动机构适用于振动试验技术[20]。

3.4 机械振动控制技术

随着现代新技术革命的兴起，特别是微电子技术、自动控制技术、计算机技术等高科技的迅速发展，引导机械振动技术向自动化、智能化方向日益迈进。主要体现在以下几个方面：

(1) 作业监测自动化

土体或机械振动部件的振动特性随作业过程而变化，如在地基振动压实过程中土的振动特性与其被压实度密切相关，又如振动打桩在不同灌入度时，土和桩具有不同振动特性。自动监测技术就是通过土和结构的振动特性分析，并结合计算机快捷数据处理与智能化技术，以对作业过程实施全程自动化跟踪[36]。

(2) 作业过程可视化

将土和结构的基本物理量作为仿真输入参数，通过不同的土性和结构条件、不同的振源参数，并借助现代先进的计算机技术，以仿真模拟整个作业过程中土和结构的动力特性、施工效应、推进速度，实现作业过程的可视化。

(3) 作业控制智能化

在作业监测自动化基础上，进一步向智能化发展。建立关于工程事例的经验数据库与智能化系统，引入自适应和自学习技术，据此实现作业的最优控制。通过一段时间的作业实践，振动机械将自动对作业的各项参数(如频率、振幅)进行不同组合而达到作业的最佳效果。

目前，在振动压实路面技术中，已经在很大程度上实现了自动化、智能化。

4 工程应用的进一步研究课题

(1) 土的动力性能与振动液化基础理论研究，以探索直接针对机械振动特性的土的动刚度和阻尼的合理计算方法。

(2) 振动机构的智能化辨识与控制研究。由于土的赋存环境、类型、结构、粒度组成等复杂多样，而土的振动液化随土性、环境条件、动荷特性、振动持时等不同而变化，这就要求振动机构具有智能化辨识与控制性能，能够基于不同工况下的上述因素，灵活、快捷的调整其输出振动荷载的动力特性，以实现作业过程的自动化、作业效果的最优化。

(3) 有机引入机、电、液、计算机等现代先进的新技术，以实现振动机构的智能振动。

(4) 多学科交叉、联合研究，努力开发机械振动工程应用的新技术(产品)。采用机械振动技术改善土的工程性能和进行其他岩土工程的应用研究属于跨学科交叉、联合研究，将涉及土动力学、基础工程、机械工程、工程振动、施工技术与工艺、电气工程、计算机技术与控制等，所以采取多学科交叉、联合研究的办法，以突破目前的技术、理论难关，开发机械振动技术工程应用的新产品——振动机构。

(5) 振动注浆新技术研究。传统的注浆技术因具有见效快、投资小、适用面大、施工简便易行等优点，目前广泛应用于地基、堤坝、边坡、隧道、地铁等工程的防渗加固处理。然而，对于细砂土及粉土地基、堤坝、边坡等，由于其强度较大且对浆液的渗透性极差，采用现有的注浆机具和施工技术很难或无法将浆液注入地层，急待研究一种新的注浆技术，以解决这一工程难题。振动注浆新技术的基本原理是采用机械振动的办法迫使饱和细砂土及粉土地基液化而使之失去强度，再向地基中灌注浆液，将使上述工程问题的有效解决获得新的技术突破。鉴于上述，在哈尔滨市科技攻关计划项目和国家自然科学基金项目的资助下，本文作者正在进行《防洪堤坝振动注浆防渗加固新技术与应用研究》的课题工作。

5 结语

机械振动技术的工程应用已有近百年的发展历史，经过数代人的不懈努力，加之不断引入相关学科理论、知识及现代先进的计算机技术，目前已经形成颇具自身特色的工程技术理论体系。本文以机械振动技术工程应用的若干范例为依托，粗线条地介绍了机械振动技术工程应用的进展及其现状，并初步归纳了其工程应用研究的关键技术理论及进一步研究的关键科学问题。

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