影响强夯地面振动衰减的因素分析_孙进忠
强夯振动传播机理与地基振动特性的探讨与验证
强夯振动传播机理与地基振动特性的探讨与验证论文强夯振动传播机理与地基振动特性的探讨与验证近年来，随着全球城市化发展的加快，路面施工工程的大量进行，振动传播成为当前工程实践中不可或缺的一种关键技术。
振动是一种能量传播过程，而地面振动传播机理是振动传播过程中的重要组成部分，因此，对地面振动传播机理的探讨和验证显得尤为重要。
强夯作为施工的一种施工方法，使用特定的施工工具进行高频率地压实、层层堆积，从而保证工程质量的要求。
在这一过程中，振动传播的过程也将发生影响。
振动的传播是按照动能守恒原理的进行的，而强夯施工工具的作用使得保持动能守恒的同时也会产生不确定因素，激发振动传播失真，从而影响振动传播过程。
因此，有必要对强夯振动传播机理进行深入探讨，以及与地基振动特性研究之间的相互作用。
首先，通过深入分析强夯振动传播机理，包括振动的发生、传播、衰减机制；其次，可以根据地基振动特性研究，包括对地下深层、混凝土和周围环境等因素的数值分析，提出实际施工工程应遵循的抗振设计原则；最后，采用实验说明强夯振动传播机理与地基振动特性之间的相关性。
本文主要利用实验方法，从实际施工工程情况出发，对强夯振动传播机理与地基振动特性进行探讨和验证，旨在为未来路面施工提供参考和指导。
经过深入研究和实验分析，我们得出以下结论：1. 强夯振动传播机理存在会产生不确定因素，激发振动传播失真，影响振动传播过程；2. 对于有关地基振动特性的研究，需要综合考虑地下深层、混凝土和环境因素的影响，并且应采取一定的抗振设计措施；3.两者之间存在一定的关联性，应该加以相应的设计原则。
综上所述，本文明确指出，强夯振动传播机理与地基振动特性的探讨和验证的过程是十分重要的，且需要综合考虑振动传播机理和地基振动特性，以便得出更完善的设计原则，充分把握工程质量和安全性的研究。
强夯引发的环境振动效应分析与评价
强夯引发的环境振动效应分析与评价摘要：强夯法处理地基是20 世纪60 年代由法国Menard公司首创的，该方法利用夯锤自由下落产生的冲击能和振动反复夯击地基土，从而降低地基土的压缩性，提高地基土的承载力。
但是强夯施工过程中产生的振动对既有建筑物的影响不可忽视，这在一定程度上制约了强夯法处理地基的应用和发展。
本文就强夯引发的环境振动效应分析与评价进行分析。
关键词：强夯；环境；振动效应引言近年来，随着城市建设步伐的加快，施工场地越来越靠近城镇，强夯振动对周围环境和建筑物产生的不良影响也日益严重，由此产生的民事纠纷也有所增多。
因此，了解这类施工振动的特点和规律，对日益增多的城镇周边的强夯施工具有实际意义。
一、强夯振动效应1.1强夯引起的地基振动强夯振动是一种冲击型振动，由于振动波向四周的辐射，形成了振动影响场，其等振线呈封闭环形，类似平静湖面投入一石子，形成的涟漪，逐渐散开。
当强夯地震波的强度达到一定程度时，与天然地震一样，可以造成施工区周围的地表或建（构）筑物及设施的破坏。
工程实践表明，虽然强夯不会使离施工场地较远处的地基产生有害的永久沉降，但它产生的地基振动可能会使已有的建筑物和机械设备遭受损害。
因此，在确定采用强夯法处理地基之前，应该充分地对强夯振动的潜在危害性进行评估。
1.2强夯振动对建筑物影响形式1）直接引起建筑物的破损；2）加速建筑物破损：对大多数建在软弱地基上的建筑物结构，在使用期内或多或少地因某种原因（如差异沉降、温度变化）受过损伤，而振动引起的附加动应力加速了这种损伤的发展；3）间接地引起建筑物破损：对完好且无异常应力变化的建筑结构，其破损是由于振动导致较大的地基位移或失稳（如饱和土软化或液化、边坡崩塌）所造成的。
二、强夯振动特性1）幅频特性：振动的幅频特性指建筑物在施工振动下产生的振动幅度和主振频率，反映了建筑物对外界振动的响应，振动幅值可以指征受振动影响的程度。
从大量测试数据来看，强夯引起的场地振动水平径向幅值最大，垂直方向次之，水平切向幅值最小；主振频率若接近建筑物自身的固有频率，则容易引起建筑物的共振，对建筑物的损害就越明显。
强夯质量控制要点(一)
强夯质量控制要点（一）引言概述：强夯质量控制是土木工程中十分重要的一环，对于保证建筑物的稳定性和耐久性起着至关重要的作用。
本文将介绍强夯质量控制的要点，包括夯击能量、土壤含水量、夯击频率、夯击次数和地面平整度等五个大点。
正文：一、夯击能量1. 确定合适的夯击能量是强夯质量控制的关键，通常需要根据土壤的松散程度和工程要求确定夯击能量。
2. 夯击能量过小会导致土壤无法达到设计要求的密实度，夯击能量过大则可能对建筑物或周围环境造成影响。
3. 在实际施工中，通过试夯和监测夯击功率，可以实时调整夯击能量，以保证夯击效果的有效控制。
二、土壤含水量1. 含水量是影响土壤的力学性质的重要因素之一，过高或过低的含水量都会影响强夯的效果。
2. 在施工前需要进行土壤含水量的测试，根据测试结果调整施工方案。
3. 含水量过高时，夯击会引起水分排泄，导致土壤容重降低；含水量过低时，土壤会变得过于干燥，夯击效果不理想。
三、夯击频率1. 夯击频率是指每分钟内完成的夯击次数，对于强夯质量控制非常重要。
2. 夯击频率过低会导致土壤紧实效果不佳，夯击频率过高则会对设备造成损害或磨损。
3. 根据土壤的性质和设计要求，确定合适的夯击频率，并在施工过程中进行实时监测和调整。
四、夯击次数1. 夯击次数是指在一个夯击点上进行的夯击次数，对夯击质量有着重要的影响。
2. 夯击次数过少，无法将土壤充分压实，夯击次数过多，则可能对地基产生不必要的破坏。
3. 通过合理的夯击次数控制，可以确保土壤夯击效果达到设计要求。
五、地面平整度1. 地面平整度是衡量强夯质量的重要指标之一，对于保证建筑物的稳定性和使用性有着重要的影响。
2. 在施工过程中，需要根据设计要求对地面平整度进行检测和监测，及时处理不合格的地面。
3. 合理控制夯击能量、夯击频率和夯击次数等因素可以提高地面平整度，确保施工质量。
总结：在强夯施工中，夯击能量、土壤含水量、夯击频率、夯击次数和地面平整度是质量控制的关键要点。
影响城市道路杂填土地基强夯效果因素及处理措施
影响城市道路杂填土地基强夯效果因素及处理措施摘要随着城市建设的快速发展以及城镇化建设力度的不断加大，产生了大量的建筑和生活垃圾。
通过影响因素的分析，制定相应的对策，确保强夯处理后的地基既能满足承载力的要求，又能满足地基沉降变形的要求，这对城市环境保护以及延长道路使用寿命有重要意义。
关键词城市道路；杂填土；土地基强夯1 影响强夯效果的因素分析1.1 杂填土构成成分的影响城市杂填土的主要成分是建筑垃圾和生活垃圾，其主要特点为颗粒大、孔隙大。
在含水率较低或在无地下水影响的条件下，属于非饱和性土，符合振动波压密理论。
根据该理论，强夯时，当重锤与地面接触的瞬间，动能转化成冲击能，在地层内部形成纵波、横波和面波，使土体内部被压密。
因此，可以利用夯锤的自由落体运动所产生的冲击能量，使砖及大块的混凝土块等建筑废料被击碎，并使颗粒间的空隙被压缩，从而使杂填土获得一定的密实度。
在土体压缩变形的过程中，建筑垃圾中的瓦砾及混凝土块主要起到骨架作用，而其中的碎砾土压密于碎砖瓦之间，使承载力提高。
但是，在实际施工过程中发现部分混凝土块和砖块未被完全击碎，有的甚至未被击碎，用肉眼就可观察到强夯后的杂填土剩余空隙仍然较大，杂填土内部的一些混凝土块周围依然存在空洞现象，这种现象在同一断面中较为普遍[1]。
绿化是城市道路不可缺少的组成部分。
绿化种植物经长期的用水灌溉，除满足植物正常的生长要求外，多余的水在重力的作用下不断向下渗入地基。
这种强夯后的地基受水浸湿后，一方面水会在杂填土的颗粒间产生润滑效应，另一方面水會使土的湿重不断增大，在重力和润滑效应的共同作用下，土中的孔隙被进一步压缩，从而导致路基产生沉降。
因杂填土的成分较为复杂，并且均一性较差，所以这种沉降是不均匀的，最终将会导致道路在运行几年后出现不均匀沉降，因此，这种空洞和大空隙的现象仍然会对道路产生不利影响。
1.2 水文地理环境的影响杂填土地基地下水的来源主要是大气降水以及城市绿化灌溉用水。
大连湾基床爆夯陆域振动衰减规律研究
大连湾基床爆夯陆域振动衰减规律研究摘要：本文通过对大连湾基床爆夯的监测，论述了海上爆破时地震波的传播规律，以及介质中含有饱和水时，地震波衰减规律的反演。
关键词：爆破振动；饱和水；衰减规律1.简述爆破技术在矿山、水电、铁道、公路、建筑等行业的应用日益广泛，作为爆破三大危害之一的爆破地震问题一直备受关注，它始终是爆破安全技术的主要研究问题之一。
由于炸药爆炸时，同时在周围介质中诱发了振动，并通过大地向周围传播, 给附近建筑物带来破坏效应及影响。
因此，正确地认识爆破地震强度及相关影响因素，了解振动的衰减规律，进而采取相应的减震措施减少爆破地震对周围建筑的破坏，显得至关重要。
2.地震效应地震效应是地震波通过地层介质传播引起地表或地下结果质点运动进而使建筑物、边坡、堤坝等发生破坏的现象与后果。
其程度一般用地震波的振动强度、频率、持续时间来表征。
爆破振动有害效应对周围建筑物的破坏程度是由爆破振动产生的物理量作为标准来衡量的，例如爆破振动质点速度和加速度。
在工程上一般用质点振动速度这个物理量来判断爆破振动对被保护对象的破坏程度。
在实践中，要控制爆破振动有害效应的影响，使保护对象不受破坏，就要通过实验对爆破质点振动速度进行预测，使之不超过规定的安全振速，即通常所说的爆破振动安全判据。
影响爆破振动质点振速的大小主要有两个方面：一是爆区使用的单项药量；二是测点至爆心的距离。
除此之外，还与岩土性质及场地条件等因素密切相关。
目前我国所应用的质点振速衰减经验公式一般是萨道夫斯基经验公式，即：（1）式中:V—爆破振动质点振速，cm/s；K—与介质特征、爆破方式和条件有关的系数，由实验测定；—地震波衰减指数，由实验测定；—药量指数，一般取1/3或1/2；—一次白破最大药量，kg。
由以上公式可以看出，振动速度与成正比，与成反比,且振速与K有关。
但当介质中含有饱和水的时候，K值有待进一步确定。
3.现场测试3.1测试方案在大连港老港区搬迁改造大连湾杂货及滚装泊位扩建工程中，采用了爆破夯实的技术，本文分析了在不同装药量下，海上爆破对陆地建筑物造成的影响，分析了地震波的衰减规律。
强夯振动的频域分析_孙进忠
另外 , 由式( 9) 得 arg Q( f)-arg Q 0( f)= arg V( f )-arg S ( f )( 14) 按波传播的概念 , 频率为 f 的波动以速度 v ( f) 从 r0传 播到 r 时的相位变化即为相应两个测点上介质作用谱 的相位差 , 即 : arg Q( f)-arg Q 0( f)= 2πf · 将式( 15) 代入式( 14) 得 r -r0 v( f) ( 15)
( 4)
S( f )= |S ( f) | · e iargS(f)
f) Q( f)= |Q ( f) | · e iargQ(
( 5)
式中 V ( f) , S ( f )和 Q( f ) 分别为 v ( t) , s( t) 和 q( t) 的振幅谱 ; argV ( f) , argS ( f) 和 argQ ( f) 分别为 v ( t) , s( t) 和 q( t) 的相位谱 。 将式( 5) 代入式( 3) 可得 |V( f) | = |Q( f) | ·| S( f) | arg V( f)= arg Q( f)+arg S ( f) ( 6)
文 摘 强夯法是地基处理的重要方法之一 。 然而 , 强 夯施工振动往往成 为制约 强夯法 应用的 关键问题 。 另外 , 作为一 种能量 可 控的瞬态冲击荷载 , 强夯施工可以作为一个可控的土动 力学原位试验 。 本文 通过强夯 振动频 域分析 , 提出 了介质 作用函 数和强 夯 激励函数的计算方法 , 对于强夯振动规律的认 识和岩土体动力学特性的研究具有重要意义 。 关键词 强夯 , 振动 , 岩土体动力学 , 介质作用函数 , 强夯激励函数 中图法分类号 TU 472 . 3 +1 文献标识码 A 文章编号 1000 -4548( 2000) 04 -0412 -04 作者简介 孙进忠 , 男 , 1955 年生 , 1982 年毕业于武汉地质 学院地质力学系 , 1985 年在武汉地质学院北 京研究生 部获硕士学 位 , 1990 年晋升副教授 , 1994 年晋升教授 。 现从事岩土体动力学方面的研究与教学工作 。
强夯引起的邻近建筑物振动测试与分析
强夯引起的邻近建筑物振动测试与分析胡迎风摘 要:对某工程在强夯时引起的振动进行了测试与分析,基于分析结果评价了该强夯振动对邻近建筑物的影响,得出强夯引起建筑物共振危险性较小,但应时刻关注建筑物的状况,以确保安全。
关键词:强夯,振动效应,现场测试中图分类号:TU472.31文献标识码:A0 引言随着国内基础设施建设的不断发展,特别是高速铁路的飞速发展,施工引起的环境及安全问题越来越受到人们的关注,强夯引起的振动对周围建筑物的影响即是其中的一个主要问题[1-4]。
虽然YBJ25-92强夯地基技术规程中规定,当单击夯击能为1000k N m 时,安全距离应大于15m;当单击夯击能大于1000k N m时,对灵敏度高的建(构)筑物的安全距离,尚应通过试夯实测的结果进行调整与修正。
1 工程概况某高速铁路通过某综合工业区,路基采取强夯处理措施,但在强夯时可能会对综合工业区一侧的敏感建筑物产生影响。
该区域的土质条件较差,主要以粉质粘土为主。
选用落锤质量22t、落距12m、夯击能量为2950kN m,在离最近夯击边界10m左右处有敏感建筑物,为3层~5层砌体结构,房屋基础较差,房屋整体性能也较差。
2 强夯振动测试2.1 测点布置为了了解强夯振动源强及振动传播衰减规律,测试设置4个监测点,监测量为振动加速度及铅垂向Z计权振级。
监测点布置见图1。
2.2 测试结果测试时采用单点夯,共试夯6次。
夯击时靠近敏感建筑物的2个测点振动加速度曲线及其频谱图见图2~图5(仅给出了第一次和第六次强夯时的测试结果)。
3 测试结果分析3.1 强夯引起振动规律与振动预测分析1)对比图2与图4及图3与图5可知,对同一测点,随着激振次数的增加,振动加速度有增大的趋势,原因主要是夯击后夯坑土层密度增大,吸收能量变弱,传递出去能量增大;但随着激振达到一定的次数后,加速度最大值趋于稳定;Initi al discussi on on the application of static-pressuring prestressed concrete pileSUN K e SUN Y aoAbstrac t:In orde r to reasonably usi ng static-pressur i ng prestressed p ile,co m bi n i ng w it h practica l case,i t discusses t he appli cation of stati c-pressur i ng prestressed p ile,expounds the relation bet ween fi na l pressure o f t he sink i ng p ile and p ile bear i ng,and analyzes and su mm ar izes the comm on eng ineer i ng proble m s and preventi ve m easures,so as t o guarantee t he eng i neer i ng qua lit y.K ey word s:static-pressuri ng prestressed pil e,fi na l pressure,u lti m a te bear i ng capacity双液注浆在地铁桩支护结构止水施工中的应用袁德富摘 要:根据某地铁车站的设计概况及地质、水文条件,系统地介绍了双液注浆在地铁桩支护结构止水施工中的应用,并叙述了其施工工艺,通过采取双浆液注浆止水措施施工,取得了良好的效果。
强力夯实加固地基质量通病防治
强力夯实加固地基质量通病防治强夯法（强力夯实法）是一种软弱地基深层加固方法，其有效加固深度随夯击能量增大而加深，它是利用不同重量的夯锤，从不同的高度自由落下,产生很大的冲击力来处理地基的方法.它适用于砂质土、粘性土及碎石、砾石、砂土、粘土等的回填土，以提高地基的强度，满足上部荷载的要求。
7．4．1 地面隆起及翻浆1．现象夯击过程中地面出现隆起和翻浆现象.2．原因分析（1）夯点选择不合适，使夯击压缩变形的扩散角重叠。
（2)夯击有侧向挤出现象。
(3）夯击后间歇时间短，空隙水压力未完全消散。
（4)有的土质夯击数过多易出现翻浆（橡皮土）。
(5）雨期施工或土质含水量超过一定量时(一般为20％内），夯坑周围出现隆起及夯点有翻浆的现象。
3．防治措施(1）调整夯点间距、落距、夯击数等,使之不出现地面隆起和翻浆为准（视不同的土层、不同机具等确定）。
.(2）施工前要进行试夯确定:各夯点相互干扰的数据；各夯点压缩变形的扩散角；各夯点达到要求效果的遍数；每夯一遍空隙水压力消散完的间歇时间。
(3)根据不同土层不同的设计要求，选择合理的操作方法（连夯或间夯等)。
（4）在易翻浆的饱和粘性土上,可在夯点下铺填砂石垫层，以利空隙水压的消散,可一次铺成或分层铺填。
(5）尽量避免雨期施工，必须雨期施工时，要挖排水沟,设集水井，地面不得有积水，减少夯击数，增加空隙水的消散时间。
7．4．2夯击效果1．现象强夯后未能满足设计要求深度内的密实度。
2．原因分析（1)冬期施工土层表面受冻,强夯时冻块夯入士中，这样消耗了夯击能量又使未经压缩的土块夯入土中.（2）雨期施工地表积水或地下水位高，影响了夯实效果。
（3)夯击时在土中产生了较大的冲击波，破坏了原状土，使之产生液化（可液化的土层）.(4）遇有淤泥或淤泥质土,强夯无效果，虽然有裂隙出现,但空隙水压不易消散掉。
3．防治措施(1）雨期施工时，施工表面不能有积水，并增加排水通道,底面平整应有泛水（0．5％一1％)，夯坑及时回填压实，防止积水；在场地外围设围埝，防止外部地表水浸入，并在四周设排水沟，及时排水。
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图 2是山西化肥厂强夯处理黄土地基时 , 不同 夯击能作用引起的地面振动速度随距离的衰减关系 曲线。测点位于距离夯击点 0. 5～ 5 m 范围内 , 夯锤
收稿日期: 1999— 10— 09
第 2期 孙进忠等: 影响强夯地 面振动衰减的因素分析
23 2
现代地质— — 中国地质大学研究生院学报 2000年
夯击能 W 为 3个基本物理量 , 即 x1 = u , x 2= c, x 3
= W ,它们不能组合成一个无量纲量 ,满足量纲分析
对基本物理量的要求。由表 4, 所分析问题的物理量
总数 n= 9; 基本量纲数 m= 3, c数为 n- m = 9- 3
振动分析中一般用到的基本量纲有 3个: 长度
[ L ]、 时间 [ T ] 和质量 [ M ]。由基本量纲推导出来 的量纲称为导出量纲。 它一般可用 3个基本量纲的
指数乘积形式来表示。 如 x 为任一物理量 , 其量纲
可用下式表示 , 即
[x ] = [ LW TλM_ ]
( 1)
( 1) 式称为量纲公式。 物理量 x 的性质可由量纲指
不明显 , 而 k 值随夯击能的减小而急剧减小了两个
数量级 , 可见 k 值随夯击能的增加而增大的规律是 存在的。 可以推断 , 在其他条件相同的情况下 , 夯 击能大则 k 值大 ; 夯击能小则 k 值小。而夯击能对 U 值的影响不明显。
同为黄土场地 , 夯击能相近 , k 值、 U值不应相
差太大。但对比表 1和表 2的结果发现 k 值、 U值相
注: v 的单位为 cm / s; r 的单位为 m。
0. 956 0. 996 0. 978 0. 929 0. 964
的趋势 , 但不明显。 图 3是李岗西灰场强夯处理黄
土地基时 , 不同夯击能作用引起的地面振动速度随
距离的衰减关系曲线。测点位于距离夯击点 10～ 30 m 范围内 , 夯锤直径 2. 6 m , 锤重 25 t①。 表 2是对 应的回归分析结果。 从表中可以看出 U值变化规律
差很大 , 这说明它们不满足相同的衰减规律。 前一
个场地分析时用的测点为近测点 , 所有测点都位于 距夯击点 5 m的范围内 ; 后一个场地分析时用的测 点为远测点 , 所有测点都位于距夯击点 10～ 30 m
图 2 山西化肥厂强夯振动速度随距离衰减关系曲线 Fig. 2 Cu rv es of vib rati on veloci ty vs. dis tance caused
第 14卷 第 2期 2000年 6月
现 代 地 质
GEO SCIEN CE
Jou rnal of Graduat e Sch ool , Chi na U niv ersi ty of Geos ciences
影响强夯地面振动衰减的因素分析
V ol. 14 N o. 2 Jun. 2000
孙进忠 1) 谭捍华2) 祁生文 3) 慎乃齐 1)
数 W、 λ、 _ 来反映 ; 若 W、 λ、 _ 有一个不为零 , 则
x 为有量纲的量 ; 若 W、 λ、 _ 均为零 , 则 x 称无量纲 量或无量纲数。
强夯振动过程受震源、 场地介质条件和测点距
夯击点的远近三因素控制 , 因此可以认为强夯振动 过程涉及到的重要物理量有 9个 (表 4) [4 ]。
( 1) 中国地质大学工程技术学院 北京 100083; 2) 贵州省交通设计院 贵阳 550001; 3) 中国科学院地质与地球物理研究所 北京 100101)
摘 要: 夯 击能量和地基土体特性是影响强夯地面振动衰减的两个重要因素。观测和分析表明 ,夯 击 能量越大 , 地面振动衰减越快。 在较小的夯检距上 , 强夯地面振动的强度对夯击能量的变化 相 对较敏感 , 表现为在近距离上地面振动强度随夯击 能量增加的速率较大。地面振动随距离的 负 指数幂衰减公式中当量系数 k 值的大 小与强夯夯击能和场地介质条件有关 ; 而衰减指数 U值 的 大小主要与场地介质条件有关。这些规律对于强夯振动效应的评价和岩土体动力学特性的研 究 具有重要意义。 关 键词: 强 夯振动 ; 衰减 ; 影 响因素 ; 夯击能量 ; 地基土体特性 中 图分类号: T U 4 文献标识码: A 文 章编号: 1000— 8527 ( 2000) 02— 0230— 05 作 者简介: 孙进 忠 ( 1955— ) , 男 , 教授 , 工程地质学专业 , 目前主要从事岩土体动力学的研究 和 教学工作。
by heavy tampi ng at th e ferti lizer plant of Shanxi
的范围内。 可以看出 , 在夯击点周围不同距离范围 内的测点的振动衰减规律是有差别的。 从以上观测 夯击能作用于黄土或粉土地基时 , 强夯远、 近场边 结果可见 , 在 5 m的范围内 , 强夯振动衰减缓慢 , U 界距夯击作用中心点的距离为 6 m 左右 [2]。
值为 0. 397～ 0. 533; 而在 10～ 30 m的范围内 , 强夯 3 场地条件对强夯地面振动衰减的
振动衰减的速度明显加快 , U值为 2. 47～ 3. 25。 根据以上观测事实 , 可以区分出近场和远场两
种强夯振动。 近场强夯振动衰减缓慢 , 但其影响区 局限于夯击点附近较小的范围内 ; 而远场强夯振动
uT5 cU5 WV5d, c6= uT6 cU6 WV6 t。根据量纲一致性原则得:
T1 = 0
T2 = 1
T3= 1
U1 = - 1 U2 = - 2 U3= - 1
V1= 0
V2= 0
V3 = 0
图 3 李岗 西灰场强夯振动速度随距离衰减关系曲线 Fig . 3 Curv es o f v ibration v elocity v s. distance caused by heav y tamping at Lig ang xi
v= 27. 08 r- 0. 482 v= 23. 46 r- 0. 436 v= 19. 44 r- 0. 432 v= 15. 27 r- 0. 397
注: v 的单位为 cm / s; r 的单位为 m。
相关系数
0. 992 0. 991 0. 989 0. 984 0. 995 0. 997
根据 c定律 , 可选取地表振动位移 u、 波速 c和
T4 = - 1
T5= 3
T6= - 1
U4 = 0 U5 = 2 U6= 1
V4= 0
V5= - 1 V6= 0
故 c1 = v /c, c2= ua /c2 , c3 = uf /c, c4 = r /u , c5=
du3 c2 /W , c6= ct /u。 不同无量纲 c数的乘积和乘方
图 5为李岗西灰场两条测线的地面振动速度随 距离衰减曲线的对比图 ,表 3是对应的分析结果。表 中的结果清楚地表明 , 在强夯振动的远场区内 , 地 面振动随距离的衰减公式中当量系数 k 值的大小与 强夯夯击能和场地介质条件有关 ; 而衰减指数 U值 的大小主要与场地介质条件有关。
4 强夯地面振动衰减的量纲分析
23 1
表 1 图 1中各曲线的回归分析结果 Table 1 Regression results of the curves in Fig. 1
夯击能 /k J
回归公式
6250 5000
v= 33. 39 r- 0. 533 v= 30. 38 r- 0. 514
4000 3000 2000 1000
表 2 图 2中各曲线回归分析结果 Table 2 Regression results of the curves in Fig. 2
夯击能 /k J
回归公式
相关系数
图 1 夯击能与地面强夯振动强度的关系 Fig . 1 Curv es o f v ibratio n amplitude vs. tam ping energ y
直径 2. 8 m, 锤重 25 t。 表 1是对应的回归分析结 果 , 其中 U值、 k 值虽表现出随夯击能的增加而增大
6250 5000 3750 2500 1250
v= 18586. 6 r- 3. 22 v= 17107. 1 r- 3. 23 v= 13711. 3 r- 3. 25 v= 3571. 33 r- 2. 82 v= 1044. 76 r- 2. 47
= 6。 于是 , 令 x4 = v , x 5= a , x 6= f , x 7= r, x 8= d, x 9= t , 可得到 6个无量纲 c数: c1 = uT1 cU1WV1 v , c2= uT2 cU2WV2a , c3 = uT3 cU3 WV3 f , c4= uT4cU4 WV4 r , c5=
仍为无量纲数 , 因此有:
Байду номын сангаас
v c
=
h
ua c2
,
uf c
,
r u
,
u3Wc2d,
ct u
( 2)
取 c4、 c5 进行如下组合 , 得到新的无量纲数 c7:
c7 =
(c34c5 ) 1 /3 =
( c2d) 1 /3
r W 1/3
( 3)
对于某一场地来说 ,d和 c可近似为常数。 从而 ,由
式 ( 2)和式 ( 3) 可以认为 v～
的强夯振动监测测线布置示意图 , 该场地地基部分 土体已经过强夯处理。 如图所示 , 测线 1有部分测 点经过已强夯区 , 而测线 2所有测点均在未强夯区 内 , 因此两条测线所纪录的是具有显著差异的土体 所对应的强夯地面振动。 两条测线上由夯击点到最 近一个测点的夯检距均为 10 m , 测点间距为 5 m。
强夯法将 8～ 30 t的重锤起吊到高 6～ 30 m 的 空中 , 让其自由落下冲击地面。 冲击作用使地基土 体得以固结。 因强夯法施工简单 , 费用低 , 在许多 情况下能满足工程要求 , 所以在世界范围内得到了 广泛应用 [1 ]。然而 ,强夯在土体中所产生的强大应力 波必然会引起周围土体的振动 , 对周围建筑物、 仪 器仪表、 人体等造成损害。 因此 , 在进行强夯地基 处理时需要对其振动效应进行评价。 震源作用— 介 质传递— 测点振动是强夯振动传播扩散的基本物理 模式。 强夯振动传播和衰减的规律研究是强夯振动 效应评价的基础。 研究表明 , 强夯引起的地面振动 的振幅值随着夯检距离增大按负幂函数曲线的形式 急剧衰减 , 可以用公式 v = kr-U表示。 式中 , U为衰 减指数 ; k 为当量系数 ; v 为测点最大振动速度 (单 位为 cm /s) ; r 为测点至夯击点的水平距离 (夯检 距 , 单位为 m ) [ 2]。分析不同因素对强夯振动衰减参 数 U和 k 的影响方式不仅对于强夯振动效应的评价 具有重要意义 , 而且可望获得工程岩土体的物理力 学性质与其动力学表现之间本构关系的更深入认