地脉动测试技术讲解

精品文档 精品文档 学资学习网 前言工程抗震设计是地震区建筑物设计中的重要内容,通常除了测试场地土剪切波速,进行场地土类型划分、场地类别划分、场地地震反应分析外,测试场地脉动卓越周期也是一项重要工作。场地脉动卓越周期的测试除了防止特殊的地震效应发生,避免拟建建筑物自振周期与场地脉动卓越周工程抗震中场地土类型划分、场地类别划分的标准,以及估算地震动峰值加速度。理论及现实意义。1地脉动简介在一般情况下,任何时刻在地球表面的任何地点,都可以用高灵敏度的仪器观测到非地震引起的小振动称为地脉动。地面的一种稳定的非重复性随机波动。通常情况下地脉动具有频率低、振幅小等特点。周期地脉动有如下区别:0.s特性的成分,主要是近距离的人类活动、交通运输、机械振动等人工振动源引起的。在理论上可用横波在土层中的多层反射理论解释。1s主要是由海浪、风雨、气候、雷电、火ft、地震等自然现象变化引起的,由较远距离的振源或海洋波浪、大气环流及地球深部构造运动激发,可利用它研究地震、台风、火ft及地球内部的其它运动,理论上可用面波传播特征解释。相对于常时微动而言,是一短期内的振动现象,故称之为“脉动”。页第常时微动的成因SH根据波传播理论,SH反射与透射到达地表。测试仪器中国地震局工程力学研究所2武汉岩海基桩动测仪 图1图拾振891-4测试方法与信号处理4测试方法4.1在同一土层中常时微动测试根据工程需要、面积大小、地层复杂程度等确定测点数量,ZXY331m密实的土层上,拾振器与土层之间垫上托板个拾振器之间距离尽可能靠近尽可能远离脉动源。现场测试应在深夜进行。地脉测点位置应选择在环境安静的地, 则所获得的频谱,,动测试一定要在同一点上不同时间观测足够多的次数,以排除主振源因素及参数才能真正反映该点地基的固有特性。2页第4.2信号处理为卓越频率,卓越频率的倒数即为卓越周期。ss 1T ffT为卓越周期（s）ss fT=0.34s某场地地脉动实测信号与分析示例=2.98Hz图3ss场地土特性对地脉动测试信号的影响某高层建筑场地地脉动测试该场地地形平坦,岩土层结构单一,自上而下分别为耕土、砂质粘性土以及燕ft早期中～微风化花岗岩,覆盖层深度约为16～19m。地脉动测试结果：说明型,主峰突出,频带窄,谱面积小,卓越频率的判定也较准确。某变电站场地地脉动测试页第该场地地面平坦,地貌上属于岩溶平原区。场地岩土层主要为新近人工堆积形成的素填土、第四～D2深度约为9～15m。地脉动测试结果：说明在岩土层较多、结构较复杂,覆盖层深度不均匀的场地,地脉动卓越周期变化范围较大。同时可以看出在这种场地下的功率变谱图波形也相对复杂,具有多样化,为双峰或多峰型,频带较宽,能量较分散。页第变电站场地地脉动测试时、频图5 4高层建筑场地地脉动测试时、频图图图卓越周期的应用抗震设计地震发生时，当工程结构的自振周期与建筑场地的卓越周期相同或相近时,因其共振或5页第越周期,了解场地土的动态变化特征为工程抗震设计提供依据。估算地震动峰值加速度记录推算地震动峰值加速度比较困难,再由于工程造价等原因,一般工程未必为计算地震动峰值加速度而进行场地地震反应分析。在地基厚度相同时，地基越硬，卓越周期越短，地震动峰值加速度越小，对应的短周期刚性建筑物易损坏;地基越软，卓越周期越长，地震动峰值加速度越大，对应的长周期柔性建筑物易被破坏。（1985919A、B0.39A1.98,B17,1995122sm/sm/E0.(N18—S)、330.22s/mm/sN2.1D)UW)—、0.13—；相邻的福池小学为软地基,22s/mm/s—S)、1.35）—E—W)、0.72DUITMMs震动峰值加烈度日本学者金井清推导出场地脉动卓越周期)、地震列度（MM a 的经验关系MMsmax1.30.18I 式速度 10a1.T6 ITMMmax1.30.18I MM周期和地震动峰值加 的经验关系式 速a 10a0.T72 周期和地震动峰值加 的经验关系式 速MMs max0.1240.331I MMSmax类型划分《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)用卓越周期划分场地土类型的标准。页第T/sT/s场地土类型T<0.17坚硬场地土T<0.300.17≤中硬场地土0.30≤T<0.53中软场地土T≥0.53软弱场地土6.4场地类别划分《场地微震动测量技术规程》CECE74—19952场地类别场地土状T/sⅠ坚硬场地土0.1～0.2Ⅱ硬而厚的场地土0.2～0.4Ⅲ软而较厚的场地土0.4～0.6Ⅳ异常松场地土0.6～0.8场地类别T场地类别T/sⅠT<0.10ⅡT<0.40.10≤ⅢⅣT<0.800.40≤0.80T≥华中科