地铁列车进出站时土层空间振动特性分析

地铁列车进、出站引起的土层振动是一种振源特性丰富且复杂的特殊振动。为了研究地铁进、出站时引起土层振动差异性和空间振动特性,首先将地铁进、出站过程中变速移动的振源简化成振动频率、车离站相对位置及行驶位置不断变化的柱面振源。基于波动原理,采用波函数展开法建立空间振源在土层内的波动场表达式;利用反射定律推导不同波型反射波的传播方向,再根据Graf加法公式以及贝塞尔函数的变换特性将波场表达式转换到统一坐标系下,利用大圆弧地表的边界条件求解不同振源位置下的待定波场系数;最后根据频域内振动叠加原理,确立在整个列车进、出站过程中变速移动振源的总波动场。通过比较计算得到的列车进、出站时地表振动频谱和实测地表频谱特性,验证柱面振源的有效性,发现进、出站引起的地表振动低频特性更明显。参数分析表明,启动最大加速度和制动初速度的增加都将使地表竖向振动响应增大。     

桩基检测方法及其应用(续)

水电效应法的原理是冲击电流发生装置(电火花振源)在灌满水的桩头上进行高压放电,其放电时间约在10μs内产生可达几吨到几十吨的脉冲作用力作用于桩头使桩产生振动,再用水听器测量桩振动的加速度,测试装置如图13。     

钢铁联合企业各种振源地基振动的测量与分析

本文叙述了钢铁联合企业内各种振源地基振动的测量技术和分析方法,介绍了武钢等企业内空气压缩机、落锤、锻锤、汽车、火车等振源地基振动的实测情况,列出了各测点的速度波形、峰值、主频等数据。实测表明:不同的振源具有不同的振动波形(大致分为复合稳态波、冲击波、随机波三类)、不同的主频率带、不同的速度峰值及其随距离衰减的规律,且同一振源各测点上三个方向的振动波形不同,衰减规律也不同。落锤振源各测点垂直位移随距离的衰减规律与博尼茨(Bornitz)推导的关系式比较符合。     

环境振动允许值与防振间距

本文阐述了工业企业中多种振源振动实测结果和环境振动允许值,给出了以振动位移、速度作为控制值的工业企业总平面设计防振间距和土壤的波能量吸收系数及其土壤换算系数。     

钢板桩施工振动现场监测分析

本文采用自主设计的地面振动加速度监测系统对3个不同土性场地的钢板桩施工进行了现场监测,分析了钢板桩施工过程中的地面振动峰值加速度和振动频率特性,并探讨了振动衰减规律及对周边建筑物的影响。研究结果表明:土的强度对钢板桩施工振动的影响显著,钢板桩在低阻力土体中的贯入速率快,地面振动响应弱,而在高阻力的土体中贯入速率慢,地面振动相对大很多;钢板桩施工引起的地面径向和切向加速度在同一深度比较接近,且随着深度的增加有增大的趋势;振源距离和土性对钢板桩施工引起的地面振动主频率影响不大,地面振动主频率与桩锤施工频率之间呈较好的线性正相关关系;钢板桩施工振动在距振源4 m范围内衰减迅速,其施工对周围建筑物的最小安全距离要远小于挤土型桩基的施工。     

大型基坑内支撑体系爆破拆除技术

阐述了采用控制爆破技术在复杂环境下拆除大型基坑内钢筋混凝土支撑的方法。在特殊的环境条件下进行支撑爆破时,采用预先切断振源、减少单段起爆药量的防震方法以及搭建防护棚的方法,可以有效控制爆破振动、飞石、扬尘对周围的影响。实践证明,采用控制爆破技术拆除大型基坑内钢筋混凝土支撑是安全、高效的。     

Duxseal隔振性能数值分析与现场试验研究

将Duxseal工业填料用于自由场主动隔振,发展了一种带孔波阻板填充Duxseal的隔振方法,即Duxseal-WIB隔振系统。采用薄层法基本解答作为格林函数的三维半解析边界元法,分析了Duxseal的隔振效果及性能,并对提出的Duxseal-WIB隔振系统进行了现场试验。结果表明,采用Duxseal作为主动隔振屏障可以有效起到振动隔振效果,对距离振源较远处地表位移的隔振效果优于距离振源较近处;土质参数的变化对Duxseal的隔振效果具有显著的影响;在一定范围内增加Duxseal直径、厚度或埋深均可有效提高其隔振效果,其中Duxseal顶面距地表埋深的影响尤为显著;此外,与传统WIB对比,Duxseal-WIB隔振效果较高且相对平稳,在列车运行250 km/h条件下,距离振源中心12 m处测振点X,Y和Z向的地表隔振可分别达到40%,39%和51%。     

Duxseal隔振性能数值分析与现场试验研究

将一种称为Duxseal的工业填料用于自由场主动隔振,发展了一种带孔波阻板（WIB）填充Duxseal的隔振方法,即Duxseal-WIB隔振系统。采用薄层法基本解答作为格林函数的三维半解析边界元法,分析了Duxseal的隔振效果及性能,并对提出的Duxseal-WIB隔振系统进行了现场试验。结果表明,采用Duxseal作为主动隔振屏障可以有效起到振动隔振作用,对距离振源较远处地表位移的隔振效果优于距离振源较近处;土质参数的变化对Duxseal的隔振效果具有显著的影响;在一定范围内增加Duxseal直径、厚度或埋深均可有效提高其隔振效果,其中Duxseal顶面距地表埋深的影响尤为显著;此外,与传统WIB对比,Duxseal-WIB隔振效果较高且相对平稳,在列车运行250 km/h条件下,距离振源中心12 m处测振点X、Y、Z向的地表隔振可分别达到40%、39%和51%。     

水力压裂微地震监测稳定共振频率信号的解释

在水力压裂过程中,通过使用井中或者地表地震检波器来监测压裂诱发的微地震来确定裂缝的分布,并进一步评估压裂储层的改造体积。在四川德阳的一次水力压裂微地震监测实验中,通过对记录的波形进行时频分析,确定了不同频率共振信号的变化情况。对于~13Hz共振信号来说,根据它的强度变化可以推断信号产生于地表井场。进一步对井场处机械噪声的激励和响应进行分析,认为信号的来源是高压管线的强烈振动,激振源为三缸泵的周期性冲程造成的流体中的压力脉动。因此利用微震监测得到的共振信号,可以用来分析监测高压管线的振动情况。     

美国密执安大学教授小理查特来我所讲学

小理查特(Richart,F.E.,Jr)教授于1985年5月13～16日来我所访问讲学。讲学一天,讲了以下两个课题: 1、动力机器基础的动力荷载、基础系统和基础与土相互作用的分析、埋置基础和设计汽车铰碎机基础的工程实例分析; 2、土的振动,包括根据振源、振动判别准则、弹性波传播、土中的波传播,现场试验     

兰州砂卵石地层盾构施工振动传播及衰减特性分析

盾构施工诱发周边地表振动已成为突出的环境振动问题。依托兰州某砂卵石地层盾构施工标段,通过隧道-地表同步采集三向振动加速度,研究盾构施工诱发振动在地表50 m×50 m范围内的时域、频域传播规律。结果表明：①地表自由场地加速度随距离的传播呈现先放大后急剧衰减的趋势。X向会出现局部放大反复的现象。②横断面最大峰值为0.33 m/s2,但盾构施工诱发振动将对敏感的古建筑产生不利影响。③50 m范围内地表频率主要以4～80 Hz为主,各频段振动级并非随振源距离的增加单调衰减,与场地土层卓越频率接近的频段存在较大的反弹现象。④在盾构诱发环境振动的评价中应考虑三向振动的影响。     

新型抗振动柔性PDC钻头

钻头与孔底钻具组合之间要用刚性连接，可引起严重的孔底钻具振动。若在钻头上使用倾斜柔性装置，可以减少钻头振动与孔度钻具振动之间的耦合，同时提高钻头的稳定性。这一设想被一个经过特殊设计的能模拟孔底动态情况的实验装置所证实。     

预制桩施工的振动影响分析

动力打桩过程中，地面质点的振动可能引起地面建筑物和构筑物的损坏。通过对电厂工程的试桩施工的全程监测，建立了桩尖入土深度与地面质点振动关系曲线，揭示了桩尖土的特性是控制地面振动的主要因素。地面的振动与波的特征有关，因而近场和远场有不同的衰减规律，即近场振动衰减快，远场衰减慢。动力打桩过程中，由于土层的振源在桩尖处，且由浅到深，通过远场在被保护对象附近设置减振沟是一项有效的减振措施。     

基于等效质点峰值振动速度的高铁线路周边建筑结构振动评价研究

高速铁路列车运行过程中产生的振动波对沿线建筑结构的影响不可忽视,适用于高速铁路线路周边建筑结构的振动评价方法具有重要工程意义。首先,基于萨道夫斯基公式与简谐激励作用下建筑结构响应的原理,建立了等效质点峰值振动速度（peak particle vibration velocity,简称PPV）计算式;随后,开展现场土体监测试验,分析了振动信号质点峰值振动速度的衰减特征,并通过小波包变换分析振动信号的频带能量特征,理论计算得出了等效PPV;最后,以现有交通振动作用下建筑容许振动值为评价标准,进行高速铁路线路周边建筑结构的振动安全评价。结果表明：除局部放大程度显著的位置外,高架桥桥墩地基中高铁振动波质点峰值振动速度衰减公式对实际质点峰值振动速度的整体拟合结果较好;基于等效PPV的振动评价方法发现,在振源距45 m处,G924次列车的0～10 Hz等效PPV值大于1 mm/s,超过了振动敏感和具有保护价值建筑的振动容许值;与现有振动评价相比,等效PPV的振动评价方法具有振动敏感性大、可针对特定建筑结构进行振动控制、可在高铁线路周边建筑选址前进行振动评价等优点。     

Mini-Sosie地震技术在工程地质勘察中应用效果

一、Mini—SOSIE技术简介及DHR2400型浅层数字地震仪 Mini—SOSIE 技术系指一种采用随机脉冲编码振源并能在野外对信号进行实时相关处理的地震勘探方法,采用了信号增强技术,以弥补机械振源能量不足。振源是一种汽油机作动力的夯锤,以随机方式不断控击地面激发地震波,在振源底板上按置拾振器,     

二维地基中空沟−波阻板联合隔振屏障分析

针对地基隔振控制,提出了一类新型的空沟?波阻板联合隔振屏障,并对其隔振性能进行了数值分析。首先,利用复伸展坐标变换,在频域内建立了完全匹配层（perfect matched layer, PML）吸收边界的控制方程;其次,利用Galerkin近似技术,给出了以位移为基本未知量的二阶非分裂格式PML的频域有限元计算列式;最后,通过数值算例分析了空沟?波阻板联合隔振屏障的物性参数（地基与波阻板的模量比）、几何参数（空沟深度、波阻板深度）以及载荷参数（振动波频率）等对其隔振性能的影响规律。结果表明,空沟?波阻板联合隔振屏障结合了空沟和波阻板各自的优势,可以有效地控制不同频率振源引起的地基振动。     

列车运行对周围地面振动影响的试验研究

针对日益严重的轨道交通引起的环境振动问题,通过对京―广铁路线附近某小区内地面的竖向、横向振动速度和加速度的现场测试,研究了运行列车引起的地面振动及其传播规律。由试验分析可知,列车引起的地面振动速度、加速度振级均随着列车速度的提高和轴重的增加而增大。速度每小时提高10 km时,速度振级和加速度振级均增大约3 dB;车速相同的货车比客车引起的速度振级竖向大10 dB左右,横向大5～15 dB左右;加速度振级竖向大 12 dB,横向大8 dB。钢轨接缝附近地面的振动比无接缝附近的地面振动大,速度振级大2～6 dB。振动随着距振源距离的增大而逐渐减小,竖向振级的衰减过程表现出一定的波动性;横向振级的衰减随距离增大单调减小。     

高频振动回转顶驱的研制

为满足城市地质大调查复杂地层钻进的需要,研制了JDD-100型全液压钻机高频振动回转顶驱。该顶驱具有回转钻进、高频振动钻进、高频振动回转钻进功能。对顶驱的回转机构和振动机构进行了全面系统的设计,运用ADAMS动力学仿真分析软件对高频振动回转顶驱的工作过程进行了动态仿真分析。试验表明,该装置结构设计合理,钻进效率高,工作寿命长,满足了城市地质大调查复杂地层高效钻进的要求。     

橄榄石原位高温拉曼光谱研究

利用微型电阻丝加热装置产生高温, 采用镍铬热电偶探测样品的温度, 在273～1 113 K温度范围,对橄榄石晶体进行了原位高温拉曼光谱研究。拉曼光谱数据显示：Si-O伸缩振动模高于800 cm^-1,Si-O弯曲振动模为400～700 cm^-1,SiO₄四面体旋转振动模和金属-氧的平移振动模低于400 cm^-1;得到了橄榄石拉曼振动频率随温度的变化关系,首次发现了橄榄石常温频率为541 cm^-1的Si-O反对称弯曲振动的A_g模,比其它的振动频率有较弱的温度效应。     

钻柱恶性振动识别与抑制技术研究进展

钻柱振动问题在钻井实践中普遍存在,钻柱恶性振动是造成钻头、钻柱失效的重要原因,其会降低钻井时效,增加钻井成本。如何有效识别钻柱恶性振动并加以抑制是一个重要的课题,国内外对其开展了大量的攻关研究和工程实践。本文详细阐述了钻柱耦合振动的理论研究现状及最新发展趋势,对钻柱振动室内实验研究进行了总结,介绍了国内外井下振动监测装置、钻柱振动抑制工具研发与应用的最新进展;最后提出理论研究与室内试验相结合,研发钻柱动力学分析软件及井下振动识别监测工具,配套合适的抑制、减振工具是解决钻柱恶性振动问题的主要方法;同时建议开展振动抑制一体化解决技术的研究。