巖土工程原位測(cè)試6脈動(dòng)

巖土工程原位測(cè)試地脈動(dòng)測(cè)試地脈動(dòng)測(cè)試

地脈動(dòng)（Microtremor

）地脈動(dòng)是由人工或天然隨機(jī)振源激發(fā)并經(jīng)地球表層介質(zhì)傳播到場(chǎng)地的穩(wěn)定非重復(fù)性微弱隨機(jī)振動(dòng)。引起地脈動(dòng)的波動(dòng)為面波或體波。地脈動(dòng)測(cè)試測(cè)試目的了解工程場(chǎng)地動(dòng)力學(xué)特性（場(chǎng)地特征周期）為工程抗震設(shè)計(jì)提供依據(jù)測(cè)試參數(shù)地脈動(dòng)時(shí)程記錄地脈動(dòng)頻譜地脈動(dòng)振幅地脈動(dòng)測(cè)試測(cè)試原理物理原理由于地脈動(dòng)振動(dòng)源的多樣性和場(chǎng)地的共振效應(yīng)，到達(dá)場(chǎng)地的各種頻率成分的波動(dòng)中，與地基自振頻率接近的成分會(huì)更為顯著。所以地脈動(dòng)可以反映地基巖土體的動(dòng)力學(xué)特性。傳感原理振動(dòng)傳感器：彈簧振子、動(dòng)圈感生電流。地脈動(dòng)測(cè)試儀器設(shè)備測(cè)試系統(tǒng)——系統(tǒng)要求

通頻帶應(yīng)選擇為1～40Hz；信噪比應(yīng)大于80dB；低頻特性應(yīng)穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)放大倍數(shù)不應(yīng)小于106；

測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)與數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)相配接。系統(tǒng)應(yīng)能在－10～40C范圍內(nèi)正常工作，以適應(yīng)不同地區(qū)和不同季節(jié)使用。地脈動(dòng)測(cè)試儀器設(shè)備測(cè)試系統(tǒng)

系統(tǒng)構(gòu)成拾振器放大器采集器分析系統(tǒng)（軟件）地脈動(dòng)測(cè)試儀器設(shè)備測(cè)試系統(tǒng)——系統(tǒng)構(gòu)成拾振器拾振器宜鉛垂向和水平向的速度型傳感器，其通頻帶應(yīng)為2～80Hz，阻尼系數(shù)應(yīng)為0.65～0.70，電壓靈敏度不應(yīng)小于30V?s/m，最大可測(cè)位移不應(yīng)小于0.5mm。

地下脈動(dòng)測(cè)試用的速度型傳感器，其通頻帶應(yīng)為1～25Hz，并應(yīng)嚴(yán)格密封放水。

891-4型三分量拾振器地脈動(dòng)測(cè)試儀器設(shè)備測(cè)試系統(tǒng)——系統(tǒng)構(gòu)成放大器當(dāng)采用速度型傳感器時(shí)，放大器應(yīng)采用帶低通濾波功能的多通道放大器，其振幅一致性偏差應(yīng)小于3％，相位一致性偏差應(yīng)小于0.1ms，折合輸入端的噪聲水平低于2V。電壓增益應(yīng)大于80dB。

放大器宜具備體積小、重量輕、防塵、防潮、便于攜帶等性能。

891-4型六線放大器地脈動(dòng)測(cè)試儀器設(shè)備測(cè)試系統(tǒng)——系統(tǒng)構(gòu)成采集器信號(hào)采集與分析系統(tǒng)宜采用多通道，模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）位數(shù)不宜小于12位。分析系統(tǒng)曲線與圖形顯示不宜低于圖像清晰度指標(biāo)（VGA），并應(yīng)具有抗混淆濾波功能，低通濾波宜為80dB/oct，計(jì)算機(jī)內(nèi)存不應(yīng)小于4.0MB。應(yīng)具有加窗功能和時(shí)域、頻域分析軟件。

SWG多波地震探測(cè)儀地脈動(dòng)測(cè)試儀器設(shè)備儀器標(biāo)定將拾振器置于標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)上，振動(dòng)臺(tái)輸出振幅、頻率已知的振動(dòng)v(f

)（m/s），儀器系統(tǒng)用不同的增益狀態(tài)記錄得到振動(dòng)記錄A(f)（mV）按下式求取儀器系統(tǒng)的放大倍數(shù)(f)。(f)A(f)/v(f)利用標(biāo)定得到的儀器放大倍數(shù)，即可將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量得到脈動(dòng)記錄轉(zhuǎn)換為測(cè)點(diǎn)振動(dòng)速度。儀器系統(tǒng)標(biāo)定拾振器振動(dòng)臺(tái)v(t)=Vsin2ft振動(dòng)臺(tái)輸出振動(dòng)速度時(shí)程I(t)=Asin(2ft

+)采集器記錄振動(dòng)響應(yīng)時(shí)程=A/V

振動(dòng)臺(tái)輸出振動(dòng)頻率f儀器系統(tǒng)增益

kV—振動(dòng)臺(tái)輸出振動(dòng)幅值（cms－1）A—儀器記錄振幅（mV）

—振幅放大倍數(shù)（mV/（cms－1））測(cè)振儀器系統(tǒng)標(biāo)定原理示意地脈動(dòng)測(cè)試地脈動(dòng)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試測(cè)量依據(jù)GB/T50269-97，地基動(dòng)力特性測(cè)試規(guī)范．北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，1998

(Codeformeasurementmethodofdynamicpropertiesofsubsoil)地脈動(dòng)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試地面測(cè)量應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計(jì)需要、建筑場(chǎng)地大小和地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度確定，在一個(gè)場(chǎng)地上不應(yīng)少于2個(gè)測(cè)點(diǎn)（每個(gè)測(cè)點(diǎn)布置x、y、z三個(gè)方向）。

各測(cè)點(diǎn)的三個(gè)方向拾振器相互垂直放置在平整后的地面或淺坑底面，每個(gè)拾振器相互之間的距離不得大于1.0m。在距離測(cè)點(diǎn)100m范圍內(nèi)應(yīng)人為振動(dòng)干擾，與建筑物距離應(yīng)大于該建筑物高度的2/3。測(cè)量時(shí)間應(yīng)選擇場(chǎng)地環(huán)境最安靜的時(shí)刻，宜在夜間進(jìn)行。微振動(dòng)信號(hào)記錄時(shí)，應(yīng)根據(jù)所需頻率范圍設(shè)置低通濾波頻率合采樣頻率，采樣頻率宜取50~100Hz，每次記錄時(shí)間不應(yīng)少于15min，記錄次數(shù)不得少于2次。地脈動(dòng)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試孔中測(cè)量當(dāng)擬建建筑物為高聳建筑物或精密儀器廠房時(shí)，對(duì)該場(chǎng)地宜同時(shí)進(jìn)行地面和孔中地脈動(dòng)測(cè)量。

孔中測(cè)點(diǎn)的深度視工程設(shè)計(jì)要求或地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜程度而定。一般宜在2~3個(gè)深度測(cè)量?？字惺罢衿鞯氖罢穹轿慌c地面拾振器的拾振方位宜一致，以便對(duì)照。為便于與地面脈動(dòng)對(duì)比分析，孔中測(cè)點(diǎn)的地面投影與地面測(cè)點(diǎn)的水平距離不得大于1.0m。在地脈動(dòng)測(cè)量前，宜進(jìn)行孔中測(cè)斜工作，以保證測(cè)點(diǎn)和測(cè)量精度。

地脈動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)處理時(shí)域處理地脈動(dòng)測(cè)量信號(hào)處理前，應(yīng)對(duì)零點(diǎn)漂移和記錄波形進(jìn)行檢驗(yàn)，處理波形的失真。

頻域處理對(duì)地脈動(dòng)測(cè)量信號(hào)宜作傅立葉譜或自功率譜分析。處理時(shí)應(yīng)對(duì)多個(gè)樣本進(jìn)行頻域分析，取多個(gè)樣本頻譜的平均值作為地脈動(dòng)的頻域分析結(jié)果。地脈動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)處理場(chǎng)地卓越周期T

T=1/f

式中：T——場(chǎng)地卓越周期（s）；

f

——卓越頻率（Hz）卓越頻率應(yīng)按下列規(guī)定確定：按頻率譜中最大峰值所對(duì)應(yīng)的頻率確定；當(dāng)頻譜中出現(xiàn)多峰且各峰的峰值相差不大時(shí)，可在譜分析的同時(shí)，進(jìn)行相關(guān)或互譜分析，以便對(duì)場(chǎng)地脈動(dòng)卓越頻率進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

測(cè)試實(shí)例——寶雞黃土邊坡脈動(dòng)測(cè)試寶雞黃土邊坡地脈動(dòng)測(cè)點(diǎn)布置圖測(cè)試實(shí)例——寶雞黃土邊坡脈動(dòng)測(cè)試D6_1D6_2D6_3D6_4D6_5D6_6D6_7D6_8脈動(dòng)波形寶雞黃土塬邊坡現(xiàn)場(chǎng)脈動(dòng)測(cè)量v/10-3cms-1f/Hz振幅譜測(cè)試實(shí)例——寶雞黃土邊坡脈動(dòng)測(cè)試t/sUDNSEWvUDmax=0.16cm.s-1vNSmax=0.32cm.s-1vEWmax=0.34cm.s-1

寶雞市岳家坡D6_1測(cè)點(diǎn)脈動(dòng)記錄波形（t=10ms）測(cè)試實(shí)例——寶雞黃土邊坡脈動(dòng)測(cè)試t/sUDNSEWvUDmax=0.18cm.s-1vNSmax=0.32cm.s-1vEWmax=0.21cm.s-1

寶雞市岳家坡D6_6測(cè)點(diǎn)脈動(dòng)記錄波形（t=10ms）測(cè)試實(shí)例——寶雞黃土邊坡脈動(dòng)測(cè)試三分量脈動(dòng)振幅譜v/10-3cms-1f/Hz鉛垂向U-Pv/10-3cms-1f/Hz東西向E-Wv/10-3cms-1f/Hz南北向N-S卓越頻率fmax

3Hz測(cè)試實(shí)例——寶雞黃土邊坡脈動(dòng)測(cè)試卓越周期與測(cè)點(diǎn)高程高程/m周期/sD6_1D6_2D6_3