DB21_T564.8-2007+岩土工程勘察技术规程.PDF

辽宁省地方标准八、动力机器基础地基动力特性测试规程Specifications for suhsoil dynamic pyoperty test of dynamic machinc foundation DB21/T1564.8-2007 主编单位:辽宁有色勘察研究院批准部门:辽宁省建设厅施行日期:28年01月12日27沈阳1总则1.0.1 为了统一动力机器基础地基动力特性的测试方法，确保测试结果的科学性、可靠性，为动力机器摹础设计提供准确的地基土动力参数，特制定本规程。1.O.2 为满足动力机器基础的设计要求，地基土动力参数的测试应采用激振法试验。对于产生简谐振动的动力机器，宜采用强迫振动试验法，对于冲击式的机器，宜采用自由振动试验法。1.O.3 本规程适用以下各类机器基础的设计:l 活塞式(曲柄遥杆式)压缩机、空气压缩机等:2 旋转式机器，包括透平氧压机、透平空压机、透平膨胀机和螺杆压缩机等;3 汽轮机组和电机;4 破碎机、磨机;5 冲击式机器，如锻锤、落锤;6 热模压缩机;7 金属切削机床。1.0.4 为确保提供的动力机器基础设计参数的科学性、可靠性，应根据设计要求，在条件允许的情况下，结合地基土波速测试结果或循环荷载试验结果及室内动三轴和共振柱测试结果进行综合评价。t.O.5 地基士动力特性的测试，除应符合本规程的规定之外，尚应根据设计要求确定试验基础的尺寸和选择试验方法。182 2 术语、符号2.1 术语2.1.1 强迫振动测试对试验基础施加简谐扰力，测定基础在各种频率下的振幅和基组的共振频率，确定地墓胡力特性的各种参数的试验。2.1.2 自由振动测试对试验基础施加瞬时冲击荷载，使试验基础及地基同时产生振动，测定其振幅和共振频率，确定地基动力特性的各种参数的试验。2.1.3 地基刚度地基抵抗变形的能力，其值为施加于地基上的力(力矩)与它引起的线变形(角变形)之比。2.1.4 基组动力机器基础和基础上的机器及附属设备、填土的总称。2.1.5 水平回转搞合振动基础沿一水平轴平移，并绕另一水半轴同时产生回转振动的捐合振荡lJ。2.2 符号2.2.1 作用和作用响应pz-激振器!再向扰力p一激振器水平扰力Az 基组坚向振动振幅Ax-基组水平向振动振幅A二基组回转振动角立移Aqr-基组扭转振动角位移.183.A呻一水平回转藕合振动基础顶面坚向振动振幅11x.一水平回转搞合振动基础顶田水平向振动振幅.4 基组竖向振动的共振振幅Am一基组水平囚转搞合振动第一酝型共振峰点的水平振幅A叩i一基组水平回转搞合振动第一振型共振峰点竖向振幅A，呻一基组扭转振动共振峰点水平振幅f.，一基组有阻尼固有频率，正iI一基组水平回转搞合振动第一振型有阻尼固有频率fm基组竖向振动的共振频率人I一基组水平回转稿合振动第一振型共振频率儿v基组扭转振动的共振频率;:t一基组水平回转振动第一振型元阻尼固有频率f旧一基组水平向无阻尼固有概率1.斗-1在组回转向无阻尼固有频率v一基组扭转振动无阻尼固有频率f-激振器激振频率2.2.2 几何参数A。一试验基础底面积h一试验基础高度hI-试验基础重心至基础顶面的距离h2试验基础重心至基础底面的距离h3一试验基础重心至激振器水平扰)J中心的距离h试验基础的埋置深度I一基础底面对通过形心铀的惯性矩1，一基础底面对通过形心轴的极惯性矩J一基础对通过重心轴的转动惯量 基础对通过重心轴的极转动惯量b一质量比2.2.3 计算指标Cz-天然地基抗压刚度系数.184 C草一大然地基抗剪刚度系数Cl 天然地基抗弯刚度系数C.，.天然地基抗扭刚度系数Kz一天然地基抗压刚度扎一夭然地基抗弯刚度Kx一天然地基抗剪刚度K 天然地墓抗扭刚度Kn一柱基抗压刚度Kp，一桩基抗弯刚度 天然地基竖向阻尼比5哼1一天然地基水平回转嘱合振动第一振型阻尼比乌2一天然地基水平回转稠合振动第三振型阻尼比(.，.一天然地基扭转振动阻尼比一桩基竖向振动阻尼比5呻1一桩基水平回转搞合振功第一振型阻尼比z 桩基水平回转摘合振动第二振型阻尼比(.p 桩基扭转振动阻尼比mf一试验基础的质量mz一基组竖向振动的质量，包括基础，激振设备和地基土的附加质量肌呻-一基组水平回转祸合振动的参振质量，包括基础、激振设备和地基土的附加质量2.2.4 计算系数及其他z一基础埋深对地基抗压刚度的提高系数呼一基础理深对地基抗剪、抗弯和抗扭刚度的提高系数一基础埋深对竖向阻尼比的提高系数坪1一基础理深对水平回转摘合振动第一振型阻尼比的提高系数 85.3 仪器设备3.0.1 地基动力特性的测试仪器与设备由激振设备、无细调频装置、拾振器和数据采集分析装置组成。3.0.2 进行强迫振动试验肘，激振器扰力作用方向应与所需测定的指标相适应，扰力的选择应使基础振动加速度小于重力加速度的1/50散振设备应符合F歹IJ要求:l 采用机械式激振器试验时，其扰力称之为坐扰力，工作频率宜为3-60恤，能产生单一的垂直或水平简谐振动;2 采用电磁式撤振器时，其扰力称之为甫抗力，其扰力的大小不宜小于6No3.0.3 进行自由振动试验时，可采用铁球激振，铁球的重量宜控制在试验基础重量的11100-11150之间。3.0.4 拾振器宜采用垂直、水平两用速度型传感器，其通频带应为2-80Hz，阻尼系数为0.65-0.70，电!王灵敏度不应小于30V.S/m，最大可测位移不应小于0.5mmo3.O.5 放大器应采用低通滤波多道放大器，其振幅一致性偏差小于3%，相仿一致性偏差应小于O.1 IlIS，于斤含输入端的噪声水平应低于2V，电压增量应大于80dB3.0.6 数据采集与记录装置宜采用多通道数字采集和存储系统，其模数转换器(A/D)1数不宜小于12位，幅度畸变宜小r1.OdB，电压增量不宜小于60dBo3.O.7 数据分析装置应具有频谱分析及专用分析软件功能，其内存不应小于4.0MB，使盘内存不应小于100MB，并应具有抗混淆滤披、力日窗及分段平滑功能。3.O.8 测试仪器的使用应符合下列要求:1 J合振器、放大器等仪器间的输入、输出阻抗应相匹配，应采用屏蔽导线统一配套连接，保证电绝缘良好，并设置地线。2测试仪器应具有防尘、防潮性能，其工作温度应在.186 一10-50C范围内已在现场测试和运输过程中，对测试仪器应有防雨、防H岳和防振动等保护措施。3 测试仪器应每年或每次使用前在国家计量部门的标准振动台上进行系统灵敏度系数的标定，以确定灵敏度系数随频率变化的曲线。当仪器元件更换或检修仪器而影响灵敏度时，应重新标定。仪器标定其振幅宜控制在5x 1O-5m-1 x 1O-4m，频率变化宜选用2-60Hz，己录间隔一般可选用2-3Hzo 4 测试方法4.1 一般规寇4.1.1 进行地基土动力特性的现场试验时，应取得下列资料:l 机器的型号、转数、功率、规格，机器的扰力和扰)J矩及其方向等;2 基础顶面和机器主轴最大允许振幅和最大振功加速度;3 拟建动力机器基础的基础理式、尺寸及底而标|高，当采用桩基设计时应提供桩的类型、桩的截面积、桩长和桩闯距，必要时应提供承台的埋肯深度和顶面标高;4 建筑场地的工程地质勘察资料，建筑场地的地下设施(包括管道、电缆等)平面位置图;5 建筑场地及邻近的干扰源。4.1.2 进行地基士动力特性试验之前，应根据确定的测试方法制定测试方案，测试方案应包括下列内容:l 测试的依据、目的和要求:2 试验点的选择，包括试验标高，试验基础(块体基础或桩基)的平面布置图，必要时应明确对试验场地避开干扰游、或隔振的要求:3 明确扰力的施加方式和相应的试验设备和测试点的平面 187 布置;4 采用强迫振动试验时，应提供试验基础预埋件的规格，尺寸及平面布置图;5 明确本次试验所使用的测试仪器的标定(检定)的计划及日期;6 明确试验场地的安全顶防措施。4.1.3 试验士层要保持天然结构状态和强度，冬、雨季试验应防止试验土层冻结和浸泡。4.1.4 如果进行埋置基础试验，对基础周围的回填士应进行分层至于实。4.1.5 属于简谐振动的机器基础宜采用强迫振动试验，对于冲击式机器基础可采用自由振动试验。4.1.6 除桩基外，天然地基和其他人工地基的动力测试应提供下列动力参数:l 地基抗压、抗剪、抗弯和抗扭刚度系数;2 地基竖向和水平回转向第一振型及扭转向的阻尼比;3 地基坚向、水平回转向和扭转向的参振质量。4.1.7 桩基动力特性试验应提供下列动力参数:1 单桩的抗压刚度;2 桩基的抗剪、抗扭刚度系数;3 桩基坚向和水平回转向第一振塑及扭转向的阻尼比;4 桩基竖向和水平回转向及扭转向的参振质量。4.1.8 测试结果应包括下列内容:l 测试的各种幅频响应曲线。2 地墓士动力试验的测试指标和计算成果。可按本规程附录A、附录B规定的表格形式提供。3 地基士动力参数的设计建议值。4.2 试验准备4.2.1 试验基础可采用2.0mX 1.5m x 1.Om的块体基础，188 根据工程甫要也可改变试验基础的尺寸。试验基础一般可采用2个，也可在同一基础上变化扰力值完成多组振动试验。4.2.2 当进行桩基动力试验时，宜采用两根桩，桩间距应取设计怔基础的|同距，桩台(承台)边缘至桩轴线的距离可取桩间距的112，桩台的长宽比应为2:1，其高度不宜小于1.6m;当需要做不同桩数的对比试验时，应按桩的数量按上述要求增加桩台(承白)的面积。4.2.3 试验基础应设置在拟建基础的位置或附近，其基底标高应与设计基础的标高今致，试验基础附近应有钻孔资料，并具有土层的物理力学性质指标。4.2.4 试坑坑壁至试验基础侧面的距离应大于O.5m;试验土层应保持原状结构且平整，试坑底面与试验基础底面应保持同一水平面。4.2.5 当试坑底面位于地下水位以下时，在进行试验基础挠注前应排水，试验时，应使水位保持在试验基础的底面上。4.2.6 试验基础的混凝土强度等级不宜低于C150试验墓础的制作尺寸应准确，混凝土应搅拌均匀，振动捣实，基础表面要用水平尺找平并抹平，并保证混凝土的养生期。4.2.7 当采用机械式激振设备时，地脚螺栓的埋置深度应大于400mm，下端w采用弯钩形，地脚螺栓或预留于L在试验基础平面上的位置应符合下列要求:与进行竖向振动试验时，激振设备的垂直扰力应与基础重心在同垂直轴线上;2 当进行水平振动试验时，水平扰力应在试捡基础长轴方向的轴线上。4.2.8 当采用预制的试验基础时，在挖好试坑后，用水平尺找平试面，然后将试验基础平稳吊入，预压一定时间后方可进行试验。在!、类土预压时间不宜少于12h，粘性士预压时间不宜少于24ho4.2.9 当现场有合适的已建基础可利用作为试验基础时，189 应在满足本规程4.2.1条款的规定基础上，还应提供已建基础的设计图，了解和掌握基础的几何尺寸、质量、重心和形心等位置，并根据本规程4.2.7条款的规定设置和安装激振器的底脚螺栓。4.3 强埠振动试验4.3.1 安装机械式激振设备时，应将激振器和电机牢固地固定在底架上，底架与试验基础必须保持紧密接触和牢固连接，测试过程中各部件的固定螺栓不应松动。4.3.2 安装电磁式激振器时，其垂直扰力的作用点院选择在通过试验基础重心(形心)的垂直轴线上;水平扰力作用点宜布青在试验基础侧面靠近基础顶面的中心位暨，水平扰力的作用方向应与试验基础的长轴方向平行(图4.3.2)。l 图4.3.2电磁式激振器垂直、水平回转振动设备、仪器布置固1一激振器2一垂直拾振器3一水平拾振器4试验基础2 4.3.3 安装机械式激振器时，预埋螺栓的设计与安装应满足如下要求:1 竖向振动试验时，垂直扰力应作用在通过试验基础重心.190.的垂直轴线上(图4.3.3);2 水平回转振动试验时，激振器的扰力方向应调整为水平，水平扰力应以试验基础垂直轴线为中心，沿基础长轴方向施加(因4.3.3)0 4 圄4.3.3机楠式激振揭垂直、水平回转振动设备、仪器布置图1 激振器2一垂直拾振器3一水平拾振器4一试验基咄乡Z4.3.4 拾振器可用橡皮泥或石膏固定在试验基础顶面c拾振器的设置方式规定如下(图4.3.2、图4.3.3):1 当对试验基础施加垂直扰力时，在激振器的两侧分别设置一台垂直向抬振器.并力求与轴线对称:2 当对试验基础施加水平扰力时，在与扰力方向垂直的基础顶面中心线上，在激振器的两侧分别设置一台水平向拾振器(取测试结果的平均值)。在水平向拾振器的两端并接近试验基础的边缘处各设置一台垂直向拾振器，力求使W，j台垂直向拾振器与主主础水平轴线对称，两个拾振器的连接线应与扰力方向平行，并用钢尺测量其距离(图4.3.3)0 4.3.5 当进行扭转振动试验时，应在试验基础主施加一扭转力矩，使基础产生绕垂直轴的扭转振动。拾振器应水平|司同相位布置在基础顶面沿水平铀线的两端，其水平振动方向应与水平 191 轴线垂直。4.3.6 试验开始前所使激振器试运行，检查设备的安装情况，如发现异常，应及时排除。4.3.7 试验所需电压不应低于或超过额定电压的10%，当电压不稳时应采取稳压措施。4.3.8 试验过程巾，应避开和减少其他振源、对试验的T扰，必要时应采取隔振措施n4.3.9 幅频响应测试时，激振扰力的频率间距，在共振区外不大于2Hz，在共振区内宜小于1Hz;共振时的振幅不宜大于150件mo4.3.10 试验时激振器的工作频率由低到高逐级改变，使每一级频率r振动稳定后才司记录。输出的振动被形应采用显示器监视，t寺披形为正弦波时方可进行记录。4.3.11 试验记录应及时寻整理，若发现异常应苟明原网及时重做试验。4.3.12 每种试验的测试次数不应少于2次。4.4 自由振动试验4.4.1 垂直自由振动试验，可采用铁球自由下落，冲击试验基础顶面的中心处，记录基础振动的固有频率和最大撮幅(图4.4.1)()4.4.2 水平回转自由振.，gJ试验，可用铁球水平冲击试验基础水平轴线侧面的顶部，记录基础振动的固有频率和最大振幅(图4.4.2)。4.4.3 测试的次数不应少于3次，实测的固有频率和最大振幅的相对误差不应大于3%，否则应检查测试系统，查明原网后及时重做试验。4.4.4 测试方法与拾振器的布置应符合本规程4.4.34.3.7、4.3.8条款的规定。192.2;4 乡乡图4.4.1 垂直自由振动仪器布置圈圈4.4.2水平回转振动仪器布置固1-重球2垂直拾振器l一重球2一垂直拾振器;3水平拾振器5 资料整理5.1 强迫振动试验5.1.1 通过对试验幕础竖向振动数据的采集和处理，可得到试验基础竖向振动振幅随频度变化的幅频响应曲线Az-1(图5.1.1-1、图5.12)。5.1.2 地基竖向振动的阻尼比，应在实测Az-1幅频响应曲线上选取共振频率(Jm)和O.7写fm所对应的振幅，按下列公式进行计算:z=(1-J去!1+2)f(5.1.1-1)193 一-一一A O.吭一五Azl(m)A,A Azl(阳.)A f(Hg)常扰力垂亘振动幅频晌应曲线固5.1.1-2 竹、v句、v呵dfM n-qw hf山一7据续二-o直曲-F垂应力晌扰频变幅O I(H吕)圄5.1.1-1(5.1.1-2)(5.1.1-3)(5.1.1-4)A AO.75 将常数代人式(5.1.1-1)中可得如下简化公式:Jr(，=(I 式中:王z一地基竖向阻尼比;Am一基组l里向振动共振幅(m);Ao把一基组竖向振动0.751m点的所对应的振幅(m)0 上述公式仅适用于变扰力的简谐振动，当用于常扰力时，地基l哇向阻尼比的计算公式与之相同，只需要将公式(5.1.1-2)。.75f改成=-z2=0.75即可，常扰力作用F的地基坚向阳尼比可用下式计算:194 一-一一一-1-L一-.L队751m品川斗刊才才(，-卜，-j(叫叫(d4d4d)y/卢zJ巧1TL!5.1.3 基组竖向振动参振总质量应按下3茹列肉时j公式计算:l 当变扰力时:问zlf25zJ丁言2 当常扰力时(5.1.3-1)p z-一一一-一(5.1.3-2)A川崎;)2lz jlz f fm=一工兰二(5.1.3-3)-11-2(;式中mz基础l墅向振动参振的总质量(t)包括基础、激振设备和地基参加振动的当量质量，当mz大于基础质量的2倍时，应取mz等于基础质量的2倍;m.一激振器偏心块的质量(t);f一偏心块重心到旋转中心的距离即偏心距(m);P一电磁式激振器的扰力(kN);fnz一基础竖向无阻尼固有频率(Hz)0 5.1.4 地基的抗压刚度和抗压刚度系数、单桩抗压刚度和桩基抗弯刚度，应按下列公式计算:1 当为变扰力时:Kz=mz(27叽)2C Kz-Z Ao k=E pz Np Kp.p=Kpz三巧f旧礼J玄(5.1.4-1)(5.1.4-2)(5.1.4-3)(5.1.4-4)(5.1.45)195.式中Kz一地基抗压刚度(kN/m)Cz一地基抗压刚度系数(kN/旷)A()一试验基础的底面积(口2)kJZ一单桩抗压刚度(kN/m)K阳桩墓抗弯刚度(kN m)ri一第z根桩的轴线至基础底面型心回转轴的距离(m);Np一桩数。2 当为常扰力时，地基抗压刚度系数、单桩抗版刚度和桩基抗弯刚度应按公式(5.1.4-2)、(5.1.4-3)和公式(5.1.4-4)计算:地基抗压刚度可按下式计算:Kz乒(5.1.4-6)11m 2z,)1-;5.1.5 试验基础在水平扰力的作用下，产生X向水平、绕Y轴回转的桐合振动(图5.1.5-1)，对测试数据的记录和处理，可得到试验基础顶商测点沿X轴的水平振幅随频率变化的幅频响应曲线(A呻-f)，及基础顶面测点由回转振动产生的竖.0 IZ L(a)Z。(b)固5.1.5一1水平扰力作用基础振动示意圄X(a)试验基础平面图(h)水平回转藕合振动第一振型示意图.196 向振幅随频率变化的幅频响应曲线(-刀，详见(图5.1.5-2、国5.1.5-3)0 WF A 岛阳w-J A啡a制o At-一一一-一-O O.15fml儿uf 圄5.1.5一2变扰力回转圈5.1.5甲3常扰力回转辑合振动幅频晌应曲线捐合振动幅频晌应曲线5.1.6 地基水平回转描合振动第一振型阻届比的计算，应在实测的A呻-f幅响应曲线上，选取共振频率(fml)租频率为o.7可卢，所对应的水平振幅(图5.l.5-2、图5.1.5-3)，按下列各式计算:1 当为变扰力时:0.4375 5呻2I D、2(5.1.6-1)41工旦I1工旦豆I-2.25 飞AO.15，飞p.1,式中P坤1和Po.75分别是第一振型共振频率(fml)租频率为O.75fml时所相应的水平扰力PmOe2=mOe(27Tj丁两者之比人l值为一常数，即二生=一=l.333，故公式lJ转换成:PO.75儿75C 0.292 呼I-、(274一l(5.1.6-2)197.2 当为常扰力时，则:0.219 5呻厂丁-0(5.1.6-3)(tJ-0563 式中:乌1一地基水平回转搞合振动第一振型阻尼比;Aml一第一振型共振频率对应的水平振幅(m);A075一频率为O.7可ml所对应的水平振幅(m)()5.1.7 基础水平回转藕合振动的参振质量应接下列公式计算:l 当为变扰力时:m._=笋pFnoe(PI+h3)(P1+hl)Aml 2叩1/1-瓦7i2+piAx Pl=豆;IA呻11+1 AZII21 一ml L,Ax=A叫-h2时i=占(L2+的(5.1.7-1)(5.1.7-2)(5.1.73)(5.1.7-4)(5.1.7-5)式中m呻一基础水平回转藕合振动参振总质量(t)，包括基础、激振设备和地基土参振的当量质量，当m睁大于基础质量的1.4倍时，应取m呻等于基础质量的1.4倍;1一基础第一振型转动中心至基础重心的距离(m);4兀一基础重心处的水平振幅(m);ml一基础第一振型共振蜂点的回转角位移(rad);L一基础长度(m);h一基础高度(m)198 h，一基础重心至基础顶面的距离(m);h2一基础重心至基础底面的距离(m);h3一基础重心至激振器水平扰力中心点的距离(m);J.，一基础水平回转搞合振动第一振型无阻尼固有频率(Hz);AzP一第1台拾振器测试的第一振型共振峰点的男向振幅(m);A叩2第2台拾振器测试的第一振塑共振峰点的坚向振幅(m);i一基础回转半径(m)0 2 当为常扰j时，基础第一振型转动中心至基础重心的距离应按公式(5.l.7-2)、(5.1.7-3)和(5.1.7-4)计算，参振总质量应接下列公式计算:px(P,+h3)(P,+h,)m.=-:p Aml(2吼1)丁LE(51742(呻IJl-CLl t+;止_1_(5.1.7-7)飞11-2(0.6时，应取b=0.6;h1一基础的埋置深度(m)5.3.5 埋置基础天然地基阻尼比的提高系数宜根据试脸结果结合下列各式(5.3.5一1和5.3.5-2)综合评价:z=1+h(5.3.5-1)笃ql=1十2(5.3.5-2)5.3.6 桩基动力参数的换算关系应由现场试验确定，也可参照天然地基动力参数换算要求结合相关规范综合评定。.206.强迫振动试验地基动力参数计算表附录A表A.O.1基础 儿Am 元i.4J h Az 元A,(z m.K,G 编号但z)(m)(Hz)(m)(Hz)(m)(Hz)(m)。)(kN/m)(kN/m夺明置埋置明置理置明置埋置备注一一地基坚向振动参数测试计算成果表工程名称:日月年负责:校准:计算:试验:-NO叫地基水平回转藕合报动参数测试计算成果表-M。表A.O.2基础j;A.I 0.7鸟儿tA AI A.,L 叫A,PI C野im呻K,C,L C.编(Hz)(m)(fu)(m)(m)(m)(m)(rad)(m)(时(t)(kN/m)(kNlm)(kN/m)(kN/m)号明量埋置明置撞量明置埋I备注工程名称:日月年负责:校准:计算:试验:自由振动试验地基动力参数计算表附录B竖向自由振动参数测试计算成果表表B.0.1基础P?(m,H,A A,Ai.1 10 m.K,G 编号(已(m)(Hz)(m)(皿)(.)(t)(kN/m)(kN/m习明置埋置现置埋置明重埋置备注工程名称:日月年负责:校准计算:试验:-M。水平回转向振动参敛测试计算成果表-N-。.表8.0.2基础I安Jd,A.A_,A.,A.,L,h h,矿J.Kx Cx KF C 编号(Hz)(m)(m)(m)(Hz)(m)(m)(m)(t.如n)(t,.-1I1l(kNhn)(kN/m)(kNm)(kNI皿n明置埋置明置埋量明置理置备注工程名称:日月年负责:校准:汁算:试验:附录C本规程用词说明C.0.1 为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下:(1)表示很严格，非这样做不可的用词:正面词采用必须反面词采用严禁。(2)表辰严格、在正常情况下均w这样做的用词:1f而词采用应反面词采用不应或不得。(3)表示允许稍有选择，在条件许可时，首先应这样做的用词:正面词采用宜反面词采用不宜。表斗之允许有选择，在一定条件下可以这样做的用词采用可c.O.2 规程中指定应按其他标准、规也执行时，写法为应符合的规定或应按执行。211 条文说明1总则1.0.1 动力机器基础地基动力特性的试验方法多种，测试装置也各有不同，测试方法和仪器设备性能差别影响测试结果和汁算结果。为确保测试结果的科学性、准确性，满足动力机器基础设计要求，特制定此规程。1.O.2 地基功力试验的激振方法宜与机器的扰力形式保持一致，但是，采用强迫振动的试验方法，其测试结果比较稳定。1.O.4 在有条件的情况下，强调对地基土动力特性进行综合评价，)t巾地基土波速测试结果与地基功力参数具有二寇的统计关系。采用不同的计算模式求解相关的动力参数，判L所提供设计参数的稳定性。3 仪器设备3.0.1 机械式激振器的扰力可分多个档，当用的CS46-2型垂直、水平两用机械式激振器各档偏心质量与偏心距的乘积moe数值如下:1 t当o.00825kg.82;2 f O.01550kg.S2;3档O.03276kg S2;4档O.04667kg S2;5出O.05568kg S2;6f当O.05879kg S20 应根据试验基础的质量选择激振器的档，保证扰为满足试验要求。3.0.2 机械式激振器应保证低频段的激振敖果，特别是3-5Hz的频率段应获得清晰稳定的振动波形。因为试验基础水平回转祸合振动第一振型的固有频率很低，只有完整的幅颇响应曲线才能满足数据处理和参数计算的需要。.214 电磁式激振器的扰力太小时，影响试验基础的激振效果，所以本规程规定扰力不小于6N。3.0.8 拾振器与放大器和数据采集系统的连接导线必须按拾振器编号匹配，不能渴用，连接导线采用屏蔽线，尽量减小干扰。拾振器及其配套装置应在使用前在国家指定的计量部门的标准振动台上进行系数标定，确定灵敏系数与频率的关系曲线。输入振幅控制在50-100m之间，记录间隔为2胞，标定的频率区段为2-60Hz。在试验过程中，如果发现测试结果异常，应及时分析原因，并再次进行系统标定。4 测试方法4.1 一般规定4.1.1 试验前，试验者应掌握动力机器的型号、功率、主机转数、扰力和扰力方向和设计控制的允许振幅等。同时要取得动力机器基础的设计要求，包括基础型式、砌置深度和基础的相关几何尺寸。根据设计或建设单位提供的岩土工程勘察报告，了解拟建场地的位置和主要持力层等工程地质、水文地质条件，确定试验位置和制定试验方案。如果试验场地有干扰源，应制定相应的隔振措施。4.1.4 进行埋置基础的试验时，对回填土进行分层旁实，开实放果应进行原位测试，确保回填士与天然地基士的密度比大于0.8504.1.5 试验方法的不同，所获得的试验数据和相关参数的结果也不间，选择试验方法应与动力机器基础的振动类型相一致。215 4.2 试验准备4.2.1 试验基础除按本标准规定的几何尺寸设计之外，在有条件的情况下可加大基础底面积，或试验基础的质量比接近设计基础。在同一试验基础上改变扰力档(机械式激振器)完成不同扰力频率作用下的基础振动幅频响应曲线，有助于动力参数计算成果的时靠性。4.2.2 桩基刚度不仅与桩长、截面积和地基有关，还与桩间距和桩的数量有关。试验基础所采用的桩应与设计基础一致，包括桩间距相承台设计。本条规定采用两根桩的试验，如果动力机器十分重要，控制参数要求严格，应尽量采用4根或6根桩的试验。施加简谐扰力应改变不同扰力档。4.2.3时4.2.7坑底面应为水平、试验基础挠注要振捣均匀，保持其重心，底面型心在同一垂线上。试验墓础表面要用水平尺找平并抹平，不宜用砂浆二次抹平。试验基础挠注时，一定要保证基础上预埋螺栓或预留螺栓孔的位置准确。预埋螺栓的位置一定要按图纸要求安放啕不能偏离，出露的螺栓要保持丝扣的长度，以能旋拧两个螺母为准。4.3 强迫振动试验4.3.1 机械式激振装置与试验基础之间用螺栓连接，为防止松动应加弹簧垫圈，如果激振器产生松动，其试验成果不能利用。4.3.4 拾振器陪固定在试验基础规定的位置，不允许自身在基础顶滑动或上下振动，一般采用橡皮泥固定。如果采用自重较重的拾振器(如65型拾振器自重5.0kg)b-l锁紧四角的调整螺栓G4.3.9 采集幅颇响应曲线时，共振区的频率控制间隔越小越好，加密共振区的测试点，间时共振振幅应控制其不宜过大，216 一般可控制在100-150mo 4.4 自由振动试验4.4.1 自由振动试验的幅频曲线宜出现高频的锯齿液，对冲击点一般采用垫橡胶垫的方式解决，采集的自由振动波形应保持平滑光整。4.4.2 水平向施加瞬时荷载，一般可采用木锤敲击，减小高频干扰，同时应尽可能避开场地低频率干扰源，要经过多次反复试验才能获得较好的自由振动波形曲线。5 资料整理5.1 强迫振动试验5.1.1、5.1.2用!黯向振动的幅频响应曲线，选取共振峰点和O.7可L点的振幅求解相关地基土的动力参数，这种计算方法一般称之为O.7可二法。保证计算精度，首先要保证幅频响应曲线共振峰点的频率和振幅的测试精度。保证精度的方法是:加密测试点，反复调频、重复共振区的测试，将实测幅频响应曲线互相比较的前提下选择精度较高的一条。在幅频响应曲线Az-f上，把频率f在0.75-1.25儿区间段称之为共振区，即O.75fm f.trp 5.1.10 地基扭转向阻尼比的计算，其采用的公式与竖向振动相同，但基础扭转振动试验作起来较困难，试验的准确性取决于扭转向扰力的施加方法和精度。5.2 自由振动试验5.2.1,5.2.2 竖向自由振动试验仪适用一般尺寸较小的模型基础，如本规程规定的基础尺寸，在明置状态可以获得比较理想的波形。对于埋置或基础固有频率较高的基础不易采用自由振动试验。自由振动试验由于波形衰减很快，应通过多次试验比较，选择适用计算的被形c试验中应避开干扰源，锯齿披不宜用于计算。自由振动的最大振幅选择是计算各种参数的关键，其参振质量的计算只能是一种参考值，应以强迫振动试验为准。5.2.5 水平回转向自由振动，般可以测出较好的衰减波形，阻尼比的计算应采用多次试验的平均值。这种试验法不能提供参振总质量，但计算的刚度系数应包括士参振质量的影响。尽可能采用强迫振动试验提供设计参数，自由振动试验可以起到与.223.强迫振动试验互相验证的效果。5.3 地基动力参数的换算5.3.1 采用明量的基础进行动力试验，根据实测的幅频曲线和相关公式求解地基动力参数，其中最重要的一个参数是地基抗压刚度系数Czo试验证明，C:值将随试验基础底面积的增大而增大，但是当底面积等于或大于20m2时，C，值趋于稳定，可认为不再增大，因此同家现行规范(GB50040)表3.3.2给出基础底面积大于等于20m2时的夭然地基抗压刚度系数设计信1一般采用的试验基础底面棋均小于20m2，大部分在1.0-9.0m2之间，采用较小底面积的试验某础所获得的Cz值，应乘以一个面积修正系数，向设计提供牛个基础底面积大于、等于20旷的设计值，与国家现行规范保持一致。本规程提出的面积修正系数，与国家现行规范(GB540)的修正系数，其变化趋势是一致的，当底面积接近20m2时，其修正但非常接近，只是在小于20旷的条件下，本规程的修正系数更显得缓慢。当采用不同底面积的试验基础进行试验时，其面积修正系数可按表3取值。试验基础底面积Ao修正系数试验基础底面积与V值的关系表3如:当采用底面积为6旷的试验基础时，试验计算值C.应乘以O.77的系数，即得出相当基础底面积为20旷的Cz的设计值本规程未考虑基底压力对地基刚度系数的影响，如果设计的机器基础需要提供基底压力的影响参数时，应尽可能使试验基础的压力接近设计基础的压力。根据现有资料，对于底面积较大的.224.基础(9m2以上)抗压刚度系数随基底压力的变化并不明显，当基底压力大于50kPa时，很难看出刚度对压力的明显变化。考虑到设计机器基础的底面积一般不是很小，压力也很少小于50kPa，因此本规程不作有关压力对抗压刚度系数的修正。5.3.2 地基抗压、抗剪、抗弯和抗扭刚度系数原则上成分别由试验获得。往往试验等条作受一定的限制，所以常常以竖向振动试验为主，因为竖向振动试验所获得的试验成果比较稳定，月外两种试验的T扰因素较多，所以根据试验成果的数理统计，它们之间存在一定比例关系，但离散性仍然较大，本规程给出的比例关系也是近似估计值，实际试验结果往往并不同于这种比例，这是正常的。5.3.3 阻尼比之间的换算关系仅仅是一种试验数据的统计结果，在设计需要时，应以现场试验为准，当试验结果出现异常时，在结合设计经验的基础上考虑采用本规程提供的近似关系。s.3.4,5.3.5 基础理置对地基动力参数有较大影响，其埋探比不同，影响程度也不同。本规程桩荐采用的修正系数是按国家现行规范(GB50040)3.3.7,3.3.8,3.3.9条款给出的，这些关系式仍是建立在统计的基础上。因为影响刚度和陋尼变化的因素很复杂，包括地基土的物理力学特征，基础的施工工艺(士模烧注)和回填土的成分，回填t艺等。同时刚度和阻尼比的提高也应考虑设计的机器基础与地坪的作用关系等c基础在四周土体的作用下，增加了士的参振质量，提高了地基刚度和阻尼比，这是所有试验所证实的。根据设计的需要，本规程强调采用现场试验的方法，包括不同的埋置深度，不同的回填工艺和不同的土质条件等，不断充实和证实回填士对地基动力参数的影响和影响程度。如果设计基础采用土模浇注混凝士基础(粘性土地区、强风化地菜等)试验基础应模拟实际情况，首先进行士模浇注后试验，然后开挖作明置状态的试验，这种试验结果可能更接近实际。225.5.3.6 桩基试验资料不多，同时局限性也很大，重要的机器基础设计，应在拟建场地进行不同桩数，不同受力状态的动力试验，以试验值提供设计使用。本规程提倡把试验结果和设计经验结合起来，综合分析评价地基士动力参数其相关关系。.226.