Обработка результатов измерений




Организация инструментальных наблюдений

Для регистрации параметров колебаний используется мобильная геофизическая лаборатория, оснащённая виброизмерительной аппаратурой, работающей в диапазоне частот 0,02…400 Гц.

Запись измеряемых параметров осуществлялась одновременно по 15 каналам: пять трёхкоординатных сейсмоприёмников являлись датчиками измерения ускорений, схема установки которых показана на рис.1, 2, 3 соответствующих приложений.

Высотное положение датчиков: Д1, Д2 и Д3 − согласно отметкам дневной поверхности грунта (по топосъёмке) в месте установки датчиков,
Д4 − на фундаменте здания ≈ на 0,5 м выше отмостки, Д5 − на несущей стене здания согласно схемам установки.

В качестве датчиков колебаний Д1, Д2 и Д3 использовались трёхкоординатные сейсмоприёмники А1632 водозащитного исполнения; на фундамент Д4 и стену здания Д5 устанавливались лёгкие и малогабаритные (65×65×65 мм) трёхкоординатные сейсмоприёмники А1633. Все сейсмоприёмники изготовлены и поверены научно-исследовательским институтом Министерства Обороны ВНИИФТРИ.

Все датчики подключены через устройство сопряжения к ноутбуку. В устройстве сопряжения использован шестнадцати канальный быстродействующий АЦП-ЦАП Е-330 производства фирмы L-Card. Измерительно-вычислительный комплекс показан на рис.

Дискретность опроса датчиков устанавливается программно и во всех измерениях составляла 0,1 млс (100 мкс).

Регистрация, оцифровка колебаний и обработка данных проводилась с помощью лицензионных программ, а также специально разработанных программ сотрудниками Кубанского государственного университета.

Определение параметров колебаний на основе инструментальных записей выполнялось в соответствии с рекомендуемыми методиками по
ВСН 490−87 и СП 50-102-2003.

Обработка результатов измерений

Расчёт уровня динамических воздействий по измеренным ускорениям колебаний α выполняется по следующим формулам:

- коэффициент затухания колебаний δ с расстоянием определяется на основании измеренных данных по формуле 6 [1]

δ = LN{ α12 * √(r1/ r2) }/(r2 – r1),

где α1 и α2 – измеренные амплитуды ускорений колебаний грунта на расстояниях r1 и r2. Для сейсмоприёмника Д1 ускорения колебаний определяются численным дифференцированием;

- амплитудно-частотные характеристики колебаний в точках установки сейсмоприёмнков определяются по методике, рекомендованной ВСН 490-87.

На основании спектрального анализа записанных колебаний устанавливаются основные несущие частоты колебаний;

- амплитуда динамических воздействий А2 (смещения, скорости, ускорения грунта) на произвольном расстоянии r2 от погружаемой сваи может вычисляться по формуле

А2 = А1* √(r1/ r2) * e – δ * ( r2 - r1),

где А1 – соответствующая амплитуда динамических воздействий на расстоянии r1 от погружаемой сваи.

Измеренные и расчётные величины параметров колебаний для удобства чтения и компактности приведены в табл.1 и табл.2.

Коэффициенты затухания колебаний δ в грунтах строительной площадки также приведены в табл.1 и табл.2.

В зависимости от грунтовых условий и подачи топлива в дизель-молот время удара Tud по всей глубине погружения свай составляло 0,6…0,9 с. Цикл между ударами Tzkl при непрерывном процессе забивки свай составлял 2,2…2,7 с.

На основании проведённых измерений и согласно санитарным нормам [2] возникающую вибрацию при забивке свай характеризуют по времени как импульсную, а по способу передачи на человека как общую вибрацию в жилых помещениях.

По характеру спектра – это широкополосные вибрации с непрерывным спектром шириной более одной октавы (см. табл.1, табл.2 измеренных параметров вибрации и графики спектрального анализа в Приложении).

Для фундамента здания вертикальные вибрации – среднечастотные с основными несущими частотами 8-14 Гц, горизонтальные – по обоим направлениям средне-высокочастотные с основными несущими частотами 8-28 Гц.

Для несущей стены здания в уровне третьего этажа вертикальные вибрации – среднечастотные с основными несущими частотами 8-12 Гц, горизонтальные – по обоим направлениям среднечастотные с преобладанием частот нижнего порога (5-13 Гц).

Гигиеническая оценка вибрации, воздействующей на человека, производится на основе:

1) спектрального анализа измеренных мгновенных значений ускорений ai за время удара Tud. Нормируемым параметром является среднее квадратическое значение виброускорения as

as = ,

где Δ t = const, а Tud = Δ t (n – 1).

 

2) интегральной оценки по частоте измеренных мгновенных значений ускорений ai за время удара Tud. Нормируемым параметром является корректированное значение виброускорения af

af = ,

где asj –среднее квадратическое значение виброускорения as в j -ой частотной полосе;

m – число частотных полос в нормируемом частотном диапазоне;

K j – весовые (физиологические) коэффициенты для виброускорений as в j -ой частотной полосе, определяемые по табл. 2 [2].

 

3) интегральной оценки вибрации с учётом времени её воздействия по эквивалентному энергетическому уровню. Нормируемым параметром является эквивалентное корректированное значение виброускорения aэкв,вычисленное по формуле

aэкв = , где tr – время действия вибрации;

T = , где k – общее число интервалов действия вибрации.

 

Поскольку технология погружения свай на проектную глубину (по различным причинам) допускает неоднозначные по времени и количеству перерывы, то за основу определения эквивалентного корректированного значения виброускорения aэкв приняты измеренные мгновенные значения ускорений ai (м/с2) за время удара Tud и расчётные величины as, af.

Эквивалентное корректированное значение виброускорения aэкв. определялось для максимальной производительности погружения свай – 32 сваи в смену, то есть четыре сваи в час. Согласно хронометражу работ принято среднее время погружения сваи равным 5 мин. Тогда

aэкв = .

Результаты измерений и результаты расчётов по выше приведённым формулам представлены в табл. 3.

 

Паспорт записанных колебаний фундамента и несущей стены жилого дома в уровне третьего этажа дан в приложении. В полном объёме паспорта записанных колебаний (фундамента и несущей стены жилого дома, грунта около фундамента и вблизи от забиваемой сваи) хранятся в архивном экземпляре отчёта.

 

ВЫВОДЫ

Колебания фундамента, несущей стены жилого дома, грунта зафиксированы по трём направлениям при известных координатах взрыва.

Записи колебаний показывают сложную пространственную траекторию силовых воздействий (ускорений) во времени на конструкции здания.

Чтобы не произошло развитие существующих трещин и не появились новые, необходимо на весь последующий период взрывных работ соблюдать следующие критериальные условия:

1) αф ≤ [α]I − максимальное ускорение вертикальных колебаний фундамента по результатам инструментальных измерений составило
αф = 0,03 м/с2 (сводная табл.11), что в несколько раз ниже допустимых ускорений вертикальных колебаний фундамента [α]I, приведённых в табл. 2 [1] и при которых не происходят дополнительные деформации основания;

или Vф ≤ [V] − максимальная расчётная скорость колебаний фундамента по результатам обработки измерений составила Vф = 6 мм/с (табл.11), что в несколько раз ниже допустимых скоростей колебаний фундамента [V], приведённых в табл. 7.27 [2] и при которых не происходят дополнительные деформации основания.

На основании вышеприведённых результатов исследований и представленных Заказчиком материалов исследований можно сделать вывод, что сейсмические воздействия, передаваемые по грунту от взрывов в карьере «Северный» на обследованные здания являются допустимыми согласно действующим нормативным документам ВСН 490-87 и СП 50-102-2003.

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. ВСН 490-87 Проектирование и устройство свайных фундаментов и шпунтовых ограждений в условиях реконструкции промышленных предприятий и городской застройки. Минмонтажспецстрой СССР. М. 1988.-33 с.

2. СП 50-102-2003 Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование и устройство свайных фундаментов. М. 2003. - 113 с.

3. ГОСТ 19912-2001 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием. М. 2001.

 

 

4. СТП КубГУ 017 – 97. Методика калибровки устройств обработки сигналов сейсмоприемников. Кубанский госуниверситет. Краснодар. 1997.

5. Васильев Ю.П., Стоян В.П. О необходимости санитарного контроля вибрации при забивке свай вблизи существующих зданий // Тр. международной научно-практической конф. «Экология и безопасность жизнедеятельности». МАНЭБ. Пенза, 2002. С. 93-98.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

 

Паспорт записанных колебаний фундамента и несущей стены

жилого дома для пробной сваи № 1.

 

(В полном объёме паспорта записанных колебаний: фундамента и несущей стены жилого дома, грунта около фундамента и вблизи от забиваемой сваи - хранятся в архивном экземпляре отчёта.)

 

Условные обозначения

 

1. Св.1_Дат.3_ Z_1м ― запись параметров колебаний от забивки пробной сваи № 1 датчиком 3 (фундамент дома) по направлению Z при погружении острия сваи на 1м.

 

 

2. Направления осей трёхкоординатных датчиков показано на рис.1.

 

3. В паспорте записанных колебаний в следующей последовательности на

каждой странице приведены графики:

- инструментальной записи ускорений;

- спектрального анализа ускорений;

- расчётных скоростей;

- расчётных перемещений.


Таблица 11 − Основные характеристики колебаний исследуемых объектов при проведении промышленных взрывов

Дата проведения измерений Объект исследований Координаты очага взрыва Паспорт измерений (раздел отчёта) Измерительные сейсмоприёмники Направление смещения
Датчик 1 Датчик 2 Датчик 3 Датчик 4 Датчик 5
Основная частота f, Гц Амплитуда Основная частота f, Гц Амплитуда Основная частота f, Гц Амплитуда Основная частота f, Гц Амплитуда Основная частота f, Гц Амплитуда
Расчётной скорости V, мм/с Ускорений a, м/с Расчётной скорости V, мм/с Ускорений a, м/с Расчётной скорости V, мм/с Ускорений a, м/с Расчётной скорости V, мм/с Ускорений a, м/с Расчётной скорости V, мм/с Ускорений a, м/с
                                       
07.10.2010г Ул. Кубанская, 9   Приложение А, рис. А.1-3   0, 18 0,16   0,75 0,16   0,5 0,18   0,46 0,12 67; 135 0,06 0,03 Z
  0,85 0,15   0,06 0,09 10; 59 0,22 0,28   0,51 0,08   0,034 0,03 Y
  0,32 0,16 10-20 0,1 0,08   0,78 0,22 6; 25 0,09 0,12 20; 66; 88 0,007 0,02 X
21.10.2010г Пер. Мали-новый, 3   Приложение Б, рис. Б.1-3   0,27 0,03 30-40 0,08 0,024 20-30 0,94 0,1 6; 39; 58 0,20 0,02 67; 137 0,07 0,025 Z
  0,083 0,024 59; 67; 137 0,14 0,08 5; 16 2,73 0,06 4; 12; 36 1,18 0,03 * * * Y
6; 15 0,82 0,04 6,20 1,8 0,065   0,37 0,04 4-10 0,12 0,02 10; 26; 34 0,22 0,01 X
28.10.2010г Дом культуры   Приложение В, рис. В.1-3 3; 25 0,10 0,07 2,5 2,5 0,10 3; 25; 47 0,18 0,09 1,2; 2,5 0,21 0,036 5; 40 0,69 0,056 Z
6; 40 0,12 0,08 3; 25 0,24 0,10 2,5 2,7 0,10 1,2 0,84 0,024 2,5; 25 1,2 0,04 Y
2; 4 0,38 0,08 2,5 2,5 0,14 2,5; 26 0,09 0,05 67; 137 0,015 0,02 5; 25; 50 0,076 0,04 X
02.11.2010г Ул. Водопро-водная, 3   Приложение Г, рис. Г.1-3 * * 0,017 * * *   0,42 0,88 40; 67 0,40 0,40 * * * Z
* * *   0,37 0,05   0,43 0,30 29; 67 0,28 0,44 67: 137 0,18 0,80 Y
* * 0,033   0,16 0,07   0,44 0,30   0,25 0,40 67,137 0,26 0,4 X
11.11.2010г Ул. Кубанская,11   Приложение Д, рис. Д.1-3 19,5 3,5 0,40 * * 0,06 * * 0,06 19,5 1,06 0,1 19,5; 39 0,33 0,05 Z
  1,2 0,25 * * 0,06 * * 0,08 19,5 0,32 0,05 19,5 0,24 0,05 Y
5-10; 34 2,5 0,20   0,56 0,1   0,18 0,04 19,5 0,27 0,04 18; 22 1,1 0,10 X

Таблица 11 − Основные характеристики колебаний исследуемых объектов при проведении промышленных взрывов (продолжение)

Дата проведения измерений Объект исследований Координаты очага взрыва Паспорт измерений (раздел отчёта) Измерительные сейсмоприёмники Направление смещения
Датчик 1 Датчик 2 Датчик 3 Датчик 4 Датчик 5
Основная частота f, Гц Амплитуда Основная частота f, Гц Амплитуда Основная частота f, Гц Амплитуда Основная частота f, Гц Амплитуда Основная частота f, Гц Амплитуда
Расчётной скорости V, мм/с Ускорений a, м/с Расчётной скорости V, мм/с Ускорений a, м/с Расчётной скорости V, мм/с Ускорений a, м/с Расчётной скорости V, мм/с Ускорений a, м/с Расчётной скорости V, мм/с Ускорений a, м/с
                                       
11.11.2010г Ул. Кубанская,11   Приложение Д, рис. Д.1-3 22; 67 1,7 0,2 2,5; 29 2,2 0,12 2,5 4,0 0,15   0,18 0,08 2,5 0,60 0,05 Z
3; 18 1,3 0,15   2,0 0,25 2,5; 25 0,5 0,11 2,5; 25 0,12 0,06 10; 67 0,67 0,1 Y
  1,4 0,2 2,5 2,2 0,13 20; 49 0,10 0,14 2,5; 5 0,40 0,07 25; 103 0,60 0,12 X
11.11.2010г Ул. Кубанская,11   Приложение Д, рис. Д.1-3 2,5; 67 1,5 0,09 25; 100 0,83 0,44 2,5; 32 2,1 0,16 2,5 2,0 0,08 2,5; 98 0,18 0,05 Z
2,5; 25; 81 0,65 0,18 2,5; 67; 97 0,54 0,12 2,5 6,0 0,16   1,4 0,20 2,5; 25 0,46 0,08 Y
2,5 2,0 0,2   1,65 0,25 2,5; 20 1,9 0,25 1,5 1,1 0,1   0,73 0,06 X
11.11.2010г Ул. Кубанская,11   Приложение Х, рис. Ж.1-3 20; 103 1,1 1,5 10; 20 0,90 0,24 20; 25 2,1 0,75 5-10; 20 0,21 0,10   5,0 0,6 Z
10-20 1,5 0,16   3,5 0,44   2,8 0,8   0,68 0,35 * * * Y
  1,3 0,2 10; 25 2,0 0,4   4,1 1,4 30; 108 0,44 0,30 2,5; 25; 49 1,0 0,3 X
18.11.2010г Ул. Чехова, 10   Приложение З, рис. З.1-3   0,28 0,08 2,5;35; 49 0,43 0,05   0,10 0,08 * * * 25-30 0,4 0,06 Z
24-30 0,28 0,10 43; 104 0,23 0,05 2,5; 43 0,95 0,06 20; 25 0,3 0,16 2,5; 25 0,88 0,08 Y
36-40 0,38 0,05   0,27 0,1 2,5; 30 0,38 0,06 10; 30; 40 0,13 0,08   0,13 0,05 X
25.11.2010г Ул. Октября, 119   Приложение К, рис. К.1-3 20; 49; 187 0,062 0,25 20-30; 50 0,15 0,36   1,7 0,48 10; 20 0,24 0,2   0,11 0,1 Z
5; 10-20 0,50 0,4   0,7 0,25 20; 50 0,23 0,4 10; 20 0,3 0,1   0,06 0,16 Y
5; 30 0,74 0,58 20; 30; 50 0,067 0,22 * * * 5, 10 0,23 0,12   0,96 0,13 X

 

Таблица 11 − Основные характеристики колебаний исследуемых объектов при проведении промышленных взрывов (окончание)

Дата проведения измерений Объект исследований Координаты очага взрыва Паспорт измерений (раздел отчёта) Измерительные сейсмоприёмники Направление смещения
Датчик 1 Датчик 2 Датчик 3 Датчик 4 Датчик 5
Основная частота f, Гц Амплитуда Основная частота f, Гц Амплитуда Основная частота f, Гц Амплитуда Основная частота f, Гц Амплитуда Основная частота f, Гц Амплитуда
Расчётной скорости V, мм/с Ускорений a, м/с Расчётной скорости V, мм/с Ускорений a, м/с Расчётной скорости V, мм/с Ускорений a, м/с Расчётной скорости V, мм/с Ускорений a, м/с Расчётной скорости V, мм/с Ускорений a, м/с
                                       
02.12.2010г Ул. Кавказская, 9   Приложение Л, рис. Л.1-3   0,20 0,07 2,5; 37 0,51 0,04 39; 95 0,25 0,06 5; 10; 64 0,62 0,07   0,78 0,08 Z
2,5 1,3 0,07 25; 40 0,25 0,075 2,5; 72 0,6 0,08 2,5 1,0 0,05   0,13 0,06 Y
29; 65 0,16 0,06 2,5; 37 0,70 0,06   0,31 0,076 25,64 0,67 0,04 5; 68 0,34 0,04 X
09.12.2010г Школа искусств   Приложение М, рис. М.1-3   1,75 0,12   2,5 0,38   0,1 0,01 4,8 1,8 0,08 10; 20 2,0 0,11 Z
  2,6 0,30 10; 22; 30 4,0 0,5 4; 12; 25 0,22 0,06 8; 20 2,1 0,4 10; 20 2,0 0,08 Y
5; 12; 18 3,3 0,15 4; 12; 25 8,5 0,47 2,5; 20 0,22 0,05 16; 30 0,77 0,09 12; 20 0,70 0,085 X
09.12.2010г Школа искусств   Приложение Н, рис. Н.1-3 3; 25 1,4 0,15   1,18 0,1 4; 12 0,03 0,004 4; 16 0,93 0,05 5,18 0,57 0,55 Z
  1,9 0,16   0,82 0,1 3; 18 0,025 0,003 4; 16; 20 0,55 0,035   0,70 0,065 Y
3; 18 1,85 0,13 5, 15, 25 0,29 0,08   0,03 0,004 15, 20 0,15 0,03 2,5; 10; 16 0,56 0,09 X

 

 

Примечание: * − величина измеренного сейсмического сигнала на уровне или менее помех.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-07-25 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: