第五章 常时微动 原理及测试分析方法 本章内容简介： sect;51 关于常.ppt

* 第五章 常时微动 原理及测试分析方法 本章内容简介： §5.1 关于常时微动 §5.2 常时微动测试的基本原理 §5.3 常时微动的测试及分析 §5.4 在工程、防震减灾方面的应用 本节内容简介： §5-1.2 关于常时微动 §5-1.2 常时微动的基本性质 §5-1.3 测量方法简介： 引 言 在地球表面的任何地点、任何时刻，一般情况下若使用较高灵敏度的地震仪器，都可以观测到一种振幅很小的微弱振动，其地动位移一般只有几微米到几十微米，人们把这种人体难以觉察到的微小振动称为微动。 通常，我们又把周期小于1 秒的微动称为常时微动，而把周期大于一秒的微动微动叫地脉动。 本章介绍关于常时微动相关的基本知识和测量、分析方法以及在各个工程领域的应用的内容。 我国正处于地震活动最频繁的时期，如果发生地震，将给国家和人民财产带来巨大损失从这次四川的地震给中国的四川人带了极大的损失，让人们失去了家园，虽然地震没有打倒我们，但是我们应该做一些防御工作能更好的抵抗地震之类的自然灾害。在地震区划、场地地震安全性评价等工作中都要测试场地的动力特性。而卓越频率和阻尼是反映场地动力特性的主要参数。 确定场地土动力特性的传统方法包括钻孔取样，动三轴、共振柱实验，现场剪切波速测试（下孔法，上孔法，跨孔法等），分析记录到的地震记录，表面波法（人工激振、吴世明等），普通地脉动法（金井清、石原、首培休、刘曾武等）等因此，建筑抗震设计是地震区必须考虑的问题。通常除了测定场地土的剪切波速、评价场地土类型、计算动力参数外，测定场地卓越周期也是一个重要指标。如果场地卓越周期与拟建构筑物自振周期接近或一致，在发生地震时，地基土与构筑物将产生共振作用，使振动幅值变大，导致建筑物的严重损坏。因此，从地震工程的角度，测定场地土的剪切波速和卓越周期，是地震区岩土工程勘察的重要内容。 §5-1关于常时微动 一、关于微动： 从地震观测的角度来说，按照微动记录的周期，可以把微动分为两大类，一类是短周期，另一类是长周期微动。它们的震动来源，前者主要是人类生存本身的活动造成：工农业生产、能源开发利用、各种交通运输工具及各种机械运动等等，人工震源引起的各种振动的合成。 第二类主要是由自然现象及地球运动变化而引起的。包括（风雨、雷电、气压团移动、冷空气过境、季节更换等等自然气象的变迁）江河流动、海浪、洋流的循环，板块构造运动引起的地震及地球构造运动所引起的火山活动等。常时微动观测技术与其它的物探方法相比，有场源频谱丰富、观测简便易行不受场地条件限制和随时随地都可以 获取大量信息的特点。当前，一种最早开发的利用常时微动的观测，进行地下构造勘察的方法已经获得成功。随着计算机的开发和信息处理技术的不断提高，常时微动及其在工程、岩土工程中的应用研究，愈来愈受到人们的重视。目前在工程地震领域得到一定广泛的应用，很多国家已经取得了比较明显的经济效益。 为了更加直观接触常时微动的现象，对振动的各种参数的变化范围和数量级以及某些其它干扰因素引起的地基振动的概况有所了解，图4.1.1上图标出了（Ⅰ~Ⅳ）类常时微动的振幅和周期的变化范围，从图中可以看出，常时微动的地动位移的幅度是0.1~10μm左右，周期为0.01～1.0秒左右，而加速度则为0.01～0.1cm/s2。显然，与由脉动、打桩以及各种机械振动所引起的地动位移相比，这种无特定震源的振动波是来自地球表面的四面八方，在传播的路径过程中，这些波动携带了大量的有关地质、地下结构、构造的信息，观测和研究它们，就可以推断地下构造和和地基的振动特性。 二、 常时微动的研究与应用现状 微动研究是作为工程地震学的一个科研领域而发展起来的。日本是世界上微动研究最早和最富有成果的国家。早在1908年日本人大森就观测到了周期在1秒以下的地基振动，并指出观测到的地基振动的周期与地震时的周期具有一定的相关性。1931年日本科学工作者根据在东京、横滨等地的观测结果，指出了地基存在卓越周期，之后对地面微动与地基卓越周期之间关系的研究，就愈来愈受到更多科学家的关注。二战以后，从五十年代开始，日本地震学家金井清教授，1957年在日本各地进行了大量常时微动的观测工作，并且提出了根据微动观测结果来划分地基的分类方法，同时还弄清了地震发生时，地震动和常时微动均受到地基固有振动特性的支配。 于此同时，对常时微动成因的研究及基本性质的认识也有了较大进展 。