交通环境振动测试中的本底振动分析17659.pdf

交通环境振动测试中的本底振动分析 1 1 2 3 张向东 ，闫维明 ，任珉 ，刘猛 （北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室，北京 100022； 2.广州大学工程抗震研究中心，广州，510405；3.辽宁工业大学土木建筑系，锦州，121000） 摘要：交通系统的运营诱发的环境振动已成为人们普遍关注的问题。现场测试是研究环境振动问题主要途径之一， 而大量本底振动的影响使测试数据不能真实反应所测试振源及传播的特点。为保证测试数据准确性，从加速度时 程和加速度振级两个方面提出了消除本底振动影响的两种方法，即幅值修正法和加速度振级修正法；通过现场测 试数据进行了对比分析，结果表明两方法均可达到预期效果；最后在此基础上探讨了是否需要消除本底振动的基 本判定原则。 关键词：本底振动；环境振动；测试 中图分类号：TB53, 文献标识码:A 随着城市现代化进程的迅速发展，环境振动对城 1 交通系统诱发环境振动特点 市生活和工作环境的影响已经引起公众的广泛关注， 由交通系统诱发的环境振动是一种强度相对较弱 目前国际上已经把振动列为七大环境公害之一[1]。有 （主要是相对于工厂和施工），频率较宽，同时持时较 长的振动[1]。对于轨道交通，环境振动的主要频带较 关统计表明，交通系统引起的振动是除工厂和建筑施 [2] 高，振源的频带可以达到100Hz以上，而公路交通的振 工之外最强烈的振动 。随着城市规模的不断扩大， 源频带一般都在80Hz以下。一般情况下由振源到测试 多层高架路，地铁以及轻轨交通正日益形成一个从地 地点都要通过地下土层的传播（地铁平台上的建筑物 下、地面到空中的立体交通体系，从而使振动的影响 除外）。对于交通系统引起的振动，土的应变值一般为 日益显著。交通环境振动问题是一个复杂的课题，针 10−5 或更小的数量级，因此在土体中产生的振动波属 对这一课题最基本的工作是现场实测，得到环境振动 于弹性波，同时对建筑物的实测表明，振动都在弹性 的最原始数据，从而有针对性的探讨减轻环境振动的 范围内（加速度一般不超过0.1g）。 方法和策略。建筑物及场地处于一个纷繁芜杂的振动 交通系统的振源情况复杂，由于轨面和路面的不 平度存在很大的随机性，而这种不平度恰好是环境振 环境中，除了测点振源的振动外，周围其他环境振动， 动中重要的激励源，因此振源及测点的振动特点属于 如地脉动、周围工厂的机器振动、建筑工地施工引起 随机振动的范畴。另外随着测试距离加大，振动呈现 的振动等等都会同时叠加到测试环境振动中来，这部 低频振动增强，高频振动减弱的趋势。 分振动称为本底振动(又称为暗振动)[3]。本底振动每 由于交通系统诱发环境振动的以上特点决定了本 时每刻都会存在，振动的强弱随着周围大环境的变化 底振动在环境分析中重要性，不考虑本底振动的测试 而起伏。原则上在环境振动测量时，应该尽可能避开 具有很大的盲目性。 这些不利的影响因素，但实际上很难做到。为准确分 2 消除本底振动的方法 析这部分振动对总体振动产生的影响，必须提取该领 交通环境振动问题中，一般关心的是两个物理量， 域或场地的本底振动。对于