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基坑开挖过程施工振动特性及衰减规律分析.pdf

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资源描述

1、 第4 4卷第4期V o l.4 4 N o.4 2 0 2 3青 岛 理 工 大 学 学 报J o u r n a l o f Q i n g d a o U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y 基坑开挖过程施工振动特性及衰减规律分析夏传俊1,许卫晓1,*,吴 明2,陈阵隆3,邱玲玲4,邱玉胜5,杨淑娟1(1.青岛理工大学 土木工程学院,青岛 2 6 6 5 2 5;2.青岛市人民防空办公室,青岛 2 6 6 0 7 2;3.青岛中建联合集团有限公司,青岛 2 6 6 0 6 1;4.山东建筑大学 土木工程学院,济南 2 5 0 1 0 1;5

2、.青岛市博物馆,青岛 2 6 6 0 6 1)摘 要:支护桩等基坑支护工程使用的大型施工机械产生的振动在工程应用中越来越不容忽视。基于此,以旋挖桩、钢管桩和锚杆钻孔三种典型的支护施工工况为例,借助现场振动测试,分析各工况水平向和竖向的振动特性,并根据测试结果分析各工况的振动衰减规律。对采用数值拟合和神经网络回归预测两种方法得到的振动衰减结果进行分析。结果表明:各工况产生的振动均呈现显著的衰减性,钢管桩工况和锚杆钻孔工况的主振频率在4 0 5 0 H z,旋挖桩工况主振频率在3 2 0 H z;通过数值拟合得到的振动衰减公式具有较高的相关性,通过神经网络预测振动衰减结果虽不优于数值拟合,但其在中

3、远场预测方面表现较好。关键词:振动测试;基坑支护;衰减规律;数值拟合;神经网络中图分类号:T B 1 2 3 文献标志码:A 文章编号:1 6 7 3-4 6 0 2(2 0 2 3)0 4-0 0 3 7-0 8收稿日期:2 0 2 2-0 5-3 0基金项目:中国博士后科学基金资助项目(2 0 1 9 M 6 5 2 3 4 4);山东省自然科学基金资助项目(Z R 2 0 2 0 M E 2 4 6)作者简介:夏传俊(1 9 9 6-),男,山东滕州人。硕士,研究方向为施工振动。E-m a i l:1 1 3 7 8 3 4 9 9 6 q q.c o m。*通信作者:许卫晓(1 9 8

4、 8-),男,山东临沂人。博士,副教授,主要从事施工振动和结构抗震方面的研究。E-m a i l:w x g o d s p e e d 1 6 3.c o m。A n a l y s i s o f c o n s t r u c t i o n v i b r a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s a n d a t t e n u a t i o n l a w i n t h e p r o c e s s o f f o u n d a t i o n p i t e x c a v a t i o n X I A C h u a n j u

5、 n1,X U W e i x i a o1,*,WU M i n g2,C H E N Z h e n l o n g3,Q I U L i n g l i n g4,Q I U Y u s h e n g5,Y A N G S h u j u a n1(1.S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g,Q i n g d a o U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y,Q i n g d a o 2 6 6 5 2 5,C h i n a;2.Q i n g d a o C i v i l A

6、 i r D e f e n c e O f f i c e,Q i n g d a o 2 6 6 0 7 2,C h i n a;3.Q i n g d a o Z h o n g j i a n C o m b i n a t i o n G r o u p C o.L t d.,Q i n g d a o 2 6 6 0 6 1,C h i n a;4.S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g,S h a n d o n g J i a n z h u U n i v e r s i t y,J i n a n 2 5 0 1 0

7、1,C h i n a;5.Q i n g d a o M u s e u m,Q i n g d a o 2 6 6 0 6 1,C h i n a)A b s t r a c t:T h e v i b r a t i o n t h a t i s c a u s e d b y l a r g e c o n s t r u c t i o n m a c h i n e r y u s e d i n f o u n d a t i o n p i t s u p p o r t p r o j e c t s s u c h a s s u p p o r t i n g p i

8、l e s i s b e c o m i n g a n i s s u e t h a t s h o u l d nt b e i g n o r e d i n e n g i n e e r i n g a p p l i c a t i o n s.B a s e d o n t h i s,t h i s s t u d y t a k e s t h e t h r e e t y p i c a l s u p p o r t i n g c o n-s t r u c t i o n c o n d i t i o n s o f r o t a r y e x c a v

9、 a t i o n p i l e,s t e e l p i p e p i l e a n d a n c h o r d r i l l i n g a s e x a m p l e s,a n a l y z e s t h e h o r i z o n t a l a n d v e r t i c a l v i b r a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f e a c h w o r k i n g c o n d i t i o n b y m e a n s o f f i e l d v i b r a t i o n

10、 t e s t,a n d a n a l y z e s t h e v i b r a t i o n a t t e n u a t i o n l a w o f e a c h w o r k i n g c o n-d i t i o n a c c o r d i n g t o t h e t e s t r e s u l t s.T h e v i b r a t i o n a t t e n u a t i o n r e s u l t s o b t a i n e d b y n u m e r i c a l f i t t i n g a n d n e u

11、 r a l n e t w o r k r e g r e s s i o n p r e d i c t i o n a r e a n a l y z e d.T h e a n a l y s i s s h o w s t h a t t h e v i-b r a t i o n g e n e r a t e d b y e a c h w o r k i n g c o n d i t i o n s h o w s o b v i o u s a t t e n u a t i o n.T h e m a i n v i b r a t i o n 青 岛 理 工 大 学 学

12、 报第4 4卷f r e q u e n c i e s o f t h e s t e e l p i p e p i l e w o r k i n g c o n d i t i o n a n d t h e b o l t d r i l l i n g w o r k i n g c o n d i t i o n a r e b e t w e e n 4 0 H z a n d 5 0 H z,a n d t h e m a i n v i b r a t i o n f r e q u e n c y o f t h e r o t a r y e x c a v a t i

13、 o n p i l e w o r k i n g c o n d i t i o n i s b e t w e e n 3 H z a n d 2 0 H z.T h e v i b r a t i o n a t t e n u a t i o n f o r m u l a o b t a i n e d b y n u m e r i c a l f i t t i n g h a s h i g h c o r r e l a t i o n.A l t h o u g h t h e p r e d i c t i o n o f v i b r a t i o n a t t

14、 e n u a t i o n r e-s u l t s b y n e u r a l n e t w o r k i s n o t b e t t e r t h a n t h a t b y n u m e r i c a l f i t t i n g,i t p e r f o r m s w e l l i n t h e m e d i u m a n d f a r f i e l d p r e d i c t i o n.K e y w o r d s:v i b r a t i o n t e s t;f o u n d a t i o n p i t s u p

15、 p o r t;a t t e n u a t i o n l a w;n u m e r i c a l f i t t i n g;n e u r a l n e t w o r k近年来,振动的危害越来越被公众关注。相关研究表明,一定程度的振动对人体及社会生产生活造成严重的影响。在土建施工方面,随着国内外工业化的发展,越来越多的机械被制造出来,其能够帮助工程加快施工进度和解放劳动的同时,也使得施工振动成为工程建设中不可忽视的问题。受城市化进程的影响,以盾构机和爆破为振源的振动对施工的影响较为普遍。钱春宇等1以西安地铁二号线盾构施工为背景,研究施工振动对古建筑的影响,研究结果可为地铁建设

16、中文物保护提供科学依据。戴亚军等2通过对长沙地铁六号线盾构施工侧穿的湖南省博物馆进行振动实时监测,研究表明采取优化盾构施工参数、控制隧道轴线、水平运输系统等措施可以有效减弱盾构施工振动的影响。王鑫等3以北京地铁8号线盾构施工为工程案例,借助现场实测和数值模拟等方法,分析施工段周边建筑的振动响应,认为隧道横断面和纵断面分别距离隧道中心3 0和2 4 m时,盾构施工引起建筑物竖向振动响应的振级基本衰减至振动控制限值以内。杨强义等4以南京地铁九号线工程下穿南京城墙为背景,分析盾构施工对城墙沉降变形、施工振动及景观环境等方面的影响,并提出了一套适用于地铁隧道施工对文物建筑影响的评估方法。马海鹏等5以某

17、新建建筑基坑石方爆破为背景,以临近爆破点的塔吊为研究对象,通过试爆破和理论方程计算等方法来判断塔吊的安全性,并提出了一系列保护措施。杨永强等6以某框剪结构高层建筑的爆破拆除工况为背景,研究爆破拆除工况对临近地面振动特性的影响,认为竖向振动相较于水平振动更为强烈,该工况引发的近距离地震动与烈度为7 8度的天然地震动相当。贾磊等7借助数值模拟的方法分析新建隧道的爆破施工对就近衬砌等支护结构的影响,认为衬砌在迎爆侧的振动更为显著,爆破易损部位为迎爆侧的拱脚和墙腰等。目前,针对上述两类振动的关注与研究已较为丰富。然而,随着城市人地关系矛盾愈加剧烈,中高层建筑已成为大型城市建设的主流,基础工程施工深度也

18、不断增大,普遍需要强有力的基坑支护条件。以旋挖桩、钢管桩为代表的基坑支护工程具有支护能力强,施工工期短,施工简便和节省劳动力等优点,应用越来越广泛。因基坑支护产生的振动在土层深处而具有较强的传播性,在土建施工中不应忽视。而国内外对该方面的研究较少,本文以旋挖桩、钢管桩和锚杆钻孔等工况为案例,以青岛市某博物馆改扩建工程为背景,对各工况进行现场振动测试,根据测试结果分析各工况的振动特性和振动衰减规律;通过数值拟合和神经网络回归预测两种方法对上述工况的振动衰减规律进行预测,并分析两种方法的准确性。1 振动测试1.1 测试设备振动测试设备选用中国地震局工程力学研究所研制的9 4 1 B型超低频拾振器,

19、并配接丹麦L M S公司生产的D 1 0 0 0型动态数据采集仪对各工况作业时产生的振动进行同步监测。9 4 1 B 型传感器直接输出电信号,经过放大器调制、滤波后,传至采集仪转化为数字信号并存储在计算机上。测试选用9 4 1 B型拾振器小速度档位,该档位灵敏度为2 3 Vs/m,最大量程为0.1 2 5 m/s,速度分辨率为1 1 0-8 m/s;采集仪的采样分辨率为1 0 0 H z,与9 4 1 B振动传感器配接的信号满量程为 5 5.0 0。1.2 测试工况及场地各工况基本信息及场地土层基本参数分别见表1、表2。83第4期 夏传俊,等:基坑开挖过程施工振动特性及衰减规律分析表1 各测试

20、工况基本信息工况测试机械拾振器放置路面 测点/个旋挖桩上海金泰J i n T S H 3 9-2 9 9 1 9 0 0 k W/r p m水泥硬化路面3钢管桩天启动力T Q 4 5 8 B-9 2 k W水泥硬化路面3锚杆钻孔天启动力T Q 4 5 8 B-9 2 k W杂填土路面3表2 场地土层基本参数序号土层平均厚度/m密度/(gc m-3)杂填土2.9 71.8 4黏土2.6 11.9 0中粗土3.5 52.0 4强风化花岗岩1.4 92.2 5中风化花岗岩3.3 82.3 5微风化花岗岩2.5 5旋挖桩工况与锚杆钻孔工况测点布置相同,各测点的振源距分别为5,1 0,2 0 m,如图1

21、所示。钢管桩工况由于受到施工场地限制,各测点的振源距分别为1 3.5,1 8.5,及2 8.5 m,如图2所示。各工况各测点均分别测试东西向(X向)、南北向(Y向)及竖向(Z向)3个方向的振动速度。1.3 测试结果将采集到的振动信号通过采集仪转换成数字信号,经过加窗函数、修正、平滑、滤波和截取等处理,得到较为理想的数字信号,并绘制时域图谱,后经快速傅里叶变换(F F T)得到频域图谱。旋挖桩工况水平向(以X向为例)和竖向典型时频域曲线如图3、图4所示。图1 旋挖桩工况与锚杆钻孔工况测点布置(单位:m)图2 钢管桩工况测点布置(单位:m)图3 旋挖桩工况水平向各测点典型时频域曲线图4 旋挖桩工况

22、竖向各测点典型时频域曲线93青 岛 理 工 大 学 学 报第4 4卷根据测试结果,各工况各测点各向振动速度大致水平与振动峰值情况见表3。各工况在各测点水平向和竖向的主振频率范围和卓越频率基本相同,见表4。表3 各工况各测点水平向和竖向振动速度时域mm/s 工况振动速度大致范围绝对值水平向测点竖向测点123123振动速度峰值绝对值水平向测点竖向测点123123旋挖桩 0.2 0 00.1 0 00.0 7 00.1 0 00.0 8 00.0 5 00.4 1 80.1 8 30.1 2 50.2 1 40.1 6 90.1 4 1钢管桩 0.0 5 00.0 3 00.0 2 00.1 0 0

23、0.0 1 00.0 1 00.0 8 00.0 5 60.0 3 90.1 3 60.0 4 20.0 2 5锚杆钻孔0.0 2 00.0 1 00.0 0 50.0 0 50.0 0 20.0 0 10.0 3 40.0 2 20.0 1 40.0 1 40.0 0 70.0 0 4表4 各工况水平向和竖向振动频率H z 工况主振频率卓越频率水平向竖向水平向竖向旋挖桩3 2 03 2 04/1 21 0钢管桩4 0 5 04 0 5 04 54 5锚杆钻孔4 0 5 00 5/4 0 5 04 73/4 31.4 结果分析由表3可得,各工况测得的振动速度大致水平与峰值基本同振源距呈负相关,

24、存在较为明显的衰减性。旋挖桩工况水平向振动速度水平高于竖向,在振源距为5 m时约为2倍关系;随着振源距的增大,各向振动速度差值逐渐减小,在振源距为2 0 m时不再明显。钢管桩工况在振源距为1 3.5 m时竖向振动速度水平高于水平向,约为2倍关系。锚杆钻孔工况振动水平低于其他2个工况,水平向振动速度水平高于竖向,在振源距为5 m时约为4倍关系。旋挖桩工况和钢管桩工况由于多采用沿土层竖直向下旋进的施工方式,在X向和Y向上的振动速度水平并无明显差异;而锚杆钻孔工况多采用沿土层倾斜向下旋转掘进的方式施工,在X向和Y向上的振动速度水平存在明显差异。本次锚杆钻孔振动测试中施工方向沿Y向,所得到振动速度X向

25、大于Y向,当振源距为5 m时,Y向振动速度水平大约为X向的6 0%。由表4可得,各工况水平向主振频率与竖向主振频率基本一致。钢管桩工况和锚杆钻孔工况所用的设备和施工土层均一致,所产生的主振频率基本保持一致,在4 0 5 0 H z,以4 5 H z左右最为卓越。旋挖桩工况所产生的主振频率在3 2 0 H z,以1 0 H z左右最为卓越。相比于其他2个工况,旋挖桩工况振动频率较低,分析认为与施工过程中旋挖桩旋进速度较低有关。此外,距振源越近的测点其卓越频率对应的振动幅值越大,这在一定程度上体现出了施工振动沿土层能量扩散和振动衰减的规律。2 振动衰减规律预测目前,常用的研究振动衰减规律方法有以下

26、几种:振动传播理论8,有限元数值模拟9以及基于实测数据和半理论半经验公式的数值拟合等1 0。振动传播理论是研究振动衰减规律的基础,但因其假设多处于理想化状态,其结果多与实际工程存在较大差异,并不适用于实际工程。有限元数值模拟虽能够较好地还原振动衰减过程,但因有限元建模和分析较为复杂繁琐也不适用于实际工程。以现场实测数据和现有的半理论半经验公式的数值拟合越来越受到广泛应用,该方法能够有效结合实际和理论,拟合方法简单有效,且结果以明确的公式形式给出,有利于实际工程的快速应用。此外,随着计算机技术的不断发展,神经网络等人工智能技术在建筑工程中的应用越来越广泛1 1。神经网络因具有高效的计算能力、自主

27、的学习能力和丰富的优化算法等特点非常适合应用于振动衰减规律的预测。本文将采用多层感知机神经网络对振动测试的结果进行非线性回归预测,并分析数值拟合与神经网络回归两种方法预测结果的准确性。以上述振动测试结果为依据,各工况均选取4 0个以2 s为1个时间单位的振动曲线,并以该曲线内04第4期 夏传俊,等:基坑开挖过程施工振动特性及衰减规律分析各向出现的振动速度峰值(P G V)为研究对象。采用归一转化法有效避免各时段机械振动能量的不同对振动衰减规律的影响,即将测点1的振动速度峰值作为单位1,将其他测点的振动速度峰值进行转化,归一化值 Nv i由式(1)定义。各工况归一转化后的振动速度峰值如图57所示

28、。Nv i=ViV1(1)式中:Vi为各测点振动速度峰值;i为测点序号。为了比较数值拟合预测结果与神经网络预测结果的准确性,从4 0组数据中随机选取3 0组作为训练组,另外1 0组作为神经网络预测的验证组。2.1 数值拟合由于土体的阻尼作用,振动的传递随着距离的增大而发生衰减。近年来,很多学者在振动衰减理论的基础上,结合大量实际振动测试数据,提出了在不同工程应用下的振动衰减预测公式1 2-1 3。在以打桩为代表的竖向冲击荷载振动衰减预测公式的研究中,杨先健等所提出的衰减关系方程应用较为广泛1 3,本文以该方程作为经验公式对上述3个工况分别进行振动衰减数值拟合,并分析该方程的准确性。衰减关系方程

29、如式(2)所示1 4:Vr=V0r0r1-0(1-r0r)e x p-0f0(r-r0)(2)r0=rprp=1.5F式中:Vr为距振源中心r处地面振动速度,mm/s;V0为r0处地面振动速度,mm/s;r0为振源半径,m;r为距振源中心的距离,m;0为几何衰减系数;0为土的能量吸收系数;f0为地面振动频率,H z;为系数,与土质有关;F为桩的面积,m2。根据振动传播阻尼耗散机理的不同,可将阻尼分为几何阻尼和材料阻尼1 5-1 6。其中,几何阻尼多与振源的类型和位置相关,而材料阻尼多与振动传播的土质材性和振动幅度相关。式(2)中根号内的部分是指土体几何阻尼对振动衰减的影响,指数项的部分是指土体

30、材料阻尼作用和激振频率对振动衰减的影响1 7。结合振动测试现场施工设备、场地条件及土质材性等因素综合考虑,本文振动衰减拟合选择V0和0作为拟合参数,其他参数根据 古建筑防工业振动技术规范(G B/T 5 0 4 5 22 0 0 8)的规定选取,各工况下各参数选取情况见表5。表5 各工况振动衰减拟合参数选取1 4工况r0/m0f0/H z水平向竖向F/m2旋挖桩 4.8 00.6 01 2.2 7 1 0.4 542.0 0 9钢管桩 1.6 20.6 83 2.6 54 7.7 560.1 0 2锚杆钻孔1.0 80.6 84 3.0 5 4 3.7 840.1 0 2利用o r i g i

31、 n软件以训练组的3 0组数据为基础,选用L e v e n b e r g-M a r q u a r d t优化算法,以式(2)为拟合公式,以V0和0为拟合参数,以决定系数(R2)和均方差(M S E)为评价指标,对各工况水平向和竖向的振动衰减规律进行数值拟合,所得到的拟合参数及拟合评价指标见表6,预测曲线如图57所示。2.2 神经网络回归预测近年来,多层感知器神经网络因其具有强大的计算能力、自主学习能力、并行处理能力以及连通性1 8,开始被应用于建筑工程行业,并取得一定成效1 9。该算法对振动衰减预测具有较强的适用性。因此,本文使用T e n s o r f l o w软件多层感知器神经

32、网络对振动衰减进行非线性回归预测。回归预测选择搭建顺序模型,以r e l u函数作为激活函数,以平均绝对误差(MA E)和均方差(M S E)作为评价指标。经调整训14青 岛 理 工 大 学 学 报第4 4卷练认为,模型训练1 0 0 0次后回归预测评价指标趋于稳定,故模型选择迭代次数为1 0 0 0次。各工况振动衰减神经网络回归预测所得结果及评价指标如图57和表7所示。表6 各工况数值拟合参数及评价指标工况方向拟合参数评价指标V0/(m ms-1)0R2M S E旋挖桩 水平向1.0 4 0 40.0 0 2 1 00.9 1 90.0 0 5 0 3竖向 1.0 2 2 70.0 0 1

33、2 30.8 7 50.0 0 8 2 6钢管桩 水平向7.9 9 5 00.0 0 1 5 30.8 9 20.0 0 7 1 7竖向 8.5 0 9 40.0 0 1 1 40.9 4 70.0 0 3 7 6锚杆钻孔水平向3.9 5 3 40.0 0 1 4 10.9 2 50.0 0 4 9 4竖向 3.6 5 2 90.0 0 1 0 30.9 5 80.0 0 3 5 1表7 各工况振动衰减神经网络回归预测评价指标(训练)工况方向MA EM S E旋挖桩 水平向0.0 6 5 30.0 1 0 4竖向 0.0 7 3 80.0 1 5 7钢管桩 水平向0.0 6 9 10.0 1

34、2 6竖向 0.0 6 0 50.0 0 8 9锚杆钻孔水平向0.0 6 1 50.0 0 9 2竖向 0.0 5 5 60.0 0 7 52.3 结果分析图57为各工况使用不同预测方法得到的振动衰减预测曲线。24第4期 夏传俊,等:基坑开挖过程施工振动特性及衰减规律分析根据表6、表7及图57可得:1)各工况振动衰减数值拟合结果较好,其结果评价指标决定系数(R2)均维持在8 5%以上,具有较强的相关性,可信度较高;均方差均维持在0.0 0 9以下,具有良好的准确性和稳定性。2)各工况振动衰减神经网络回归预测结果没有数值拟合结果理想,预测曲线平滑一致性较差,其结果评价指标平均绝对误差维持在0.0

35、 8以下,均方差维持在0.0 1 6以下,相较于数值拟合结果准确性和稳定性一般,但其在中远场预测结果与数值拟合结果基本维持在同一水平,表现较好。3)两种拟合预测方法的均方差在变化上具有一致性,且差值约为2倍的关系。分析认为,神经网络预测结果一般的原因同训练数据和振动测点布置较少以及实测振动数据离散性较大有关。3 防治措施结合现场振动测试情况及国内外参考文献2 0-2 1,本文从振源、传播途径及受振物体(建筑物、精密仪器及文物等)改造等3个方面对施工振动的防治措施进行分析。从振源角度分析,目的是减少振动的振幅。主要方法:在施工进度允许下尽量减小施工旋进速度;尽量避免多种工况同时作业;选用振动较小

36、、技术先进的机械设备等。从传播途径角度分析,目的是加大振动衰减。主要方法:设置隔振沟;施工应从毗邻受振物体一侧开始,施工后的桩对受振建筑起到一定的隔振作用,从而加大振动衰减。从受振物体角度分析,目的是减弱甚至隔绝振动。若受振物体为建筑物或不可移动仪器或文物,主要方法为设置减隔震措施;若受振物体为可移动仪器或文物,主要方法为搬离振动区域,设置隔振展柜等。此外,还有实时振动监测、优化施工方案等措施来防治振动的不良影响。在工程应用中宜根据实际情况采用多种防治措施结合的方法来减弱施工振动的影响。4 结论1)各工况在水平向和竖向的振动速度大致水平及峰值基本与振源距呈负相关,呈现明显的衰减性;旋挖桩工况和

37、锚杆钻孔工况的水平向振动速度大于竖向,钢管桩工况在振源距为1 3.5 m时竖向振动速度大于水平向。由于锚杆钻孔工况施工多采用倾斜向下旋转掘进方式进行,导致水平方向上X向和Y向的振动速度大致水平和峰值存在明显差异,当振源距为5 m时,Y向振动速度水平大约为X向的6 0%。2)各工况水平向主振频率与竖向主振频率基本一致。钢管桩工况和锚杆钻孔工况的主振频率在4 0 5 0 H z,以4 5 H z左右最为卓越;旋挖桩工况主振频率在3 2 0 H z,以1 0 H z左右最为卓越。3)采用衰减关系方程对各工况水平向和竖向产生的振动进行衰减数值拟合。旋挖桩工况和锚杆钻孔工况在5 2 0 m及钢管桩工况在

38、1 3.5 2 8.5 m,拟合得到能够用于工程应用的振动衰减方程,各拟合结果的决定系数(R2)均大于8 5%以上,具有较高的可信度。34青 岛 理 工 大 学 学 报第4 4卷4)采用多层感知器神经网络进行振动衰减非线性回归预测,经过1 0 0 0次训练,得到各工况水平向和竖向回归预测模型。经过与数值拟合结果对比显示,旋挖桩工况和锚杆钻孔工况在5 2 0 m及钢管桩工况在1 3.5 2 8.5 m,各工况水平向和竖向振动衰减的神经网络预测结果的均方差大约为数值拟合结果的2倍左右。分析认为,神经网络预测结果一般的原因同训练数据和振动测点布置较少以及实测振动数据离散性较大有关。该结果虽没有数值拟

39、合结果的相关性高,但其在中远场预测方面表现较好。5)由于施工振动受到场地土层条件、施工机械设备、测点布置及监测设备等的影响较大,本文所得到各工况的振动特性及衰减规律仅基于本次测试场地条件及设备参数的设定。参考文献(R e f e r e n c e s):1 钱春宇,李俊连,张炜,等.地铁施工与运营振动对文物建筑影响研究J.建筑结构,2 0 1 5,4 5(1 9):8 7-9 1.Q I A N C h u n y u,L I J u n l i a n,Z HA N G W e i,e t a l.I n f l u e n c e s t u d y o n s u b w a y c

40、o n s t r u c t i o n a n d o p e r a t i o n v i b r a t i o n o n c u l t u r a l r e l i c s b u i l d i n g sJ.B u i l d i n g S t r u c t u r e,2 0 1 5,4 5(1 9):8 7-9 1.2 戴亚军,刘婷.地铁盾构下穿振动超敏感建筑物保护措施研究J.黑龙江交通科技,2 0 1 9,4 2(1 0):1 3 9-1 4 2.D A I Y a j u n,L I U T i n g.S t u d y o n p r o t e c t

41、i o n t e c h n o l o g y o f m e t r o s h i e l d t u n n e l i n g u n d e r-p a s s i n g v i b r a t i o n h y p e r s e n s i t i v e b u i l d i n gJ.C o mm u n i c a t i o n s S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y H e i l o n g j i a n g,2 0 1 9,4 2(1 0):1 3 9-1 4 2.3 王鑫,韩煊,周宏磊,等.北京地铁8号线盾构

42、施工引起周围古旧平房振动响应的数值模拟研究J.隧道建设,2 0 1 3,3 3(1 2):8 2 2-8 2 7.WA N G X i n,HA N X u a n,Z HO U H o n g l e i,e t a l.N u m e r i c a l s i m u l a t i o n o n v i b r a t i o n r e s p o n s e o f s u r r o u n d i n g a n c i e n t b u i l d i n g s i n d u c e d b y s h i e l d t u n n e l i n g:C a s

43、e s t u d y o n l i n e 8 o f B e i j i n g m e t r oJ.T u n n e l C o n s t r u c t i o n,2 0 1 3,3 3(1 2):8 2 2-8 2 7.4 杨强义,王菲.地铁区间隧道施工对古城墙的影响评估研究J.地下空间与工程学报,2 0 2 1,1 7(S 1):5 2 3-5 2 8.Y A N G Q i a n g y i,WA N G F e i.R e s e a r c h o n t h e i m p a c t a s s e s s m e n t o f m e t r o t u

44、n n e l c o n s t r u c t i o n o n a n c i e n t c i t y w a l lJ.C h i n e s e J o u r n a l o f U n d e r g r o u n d S p a c e a n d E n g i n e e r i n g,2 0 2 1,1 7(S 1):5 2 3-5 2 8.5 马海鹏,易建坤,史海兵,等.大型建筑基坑临近施工塔吊区域石方爆破振动控制方法J.采矿技术,2 0 1 8,1 8(6):1 5 7-1 5 9.MA H a i p e n g,Y I J i a n k u n,S H

45、 I H a i b i n g,e t a l.C o n t r o l m e t h o d o f r o c k b l a s t i n g v i b r a t i o n i n c o n s t r u c t i o n t o w e r c r a n e a r e a n e a r l a r g e b u i l d i n g f o u n d a t i o n p i tJ.M i n i n g T e c h n o l o g y,2 0 1 8,1 8(6):1 5 7-1 5 9.6 杨永强,胡进军,刘璇,等.高层建筑爆破拆除地面振动

46、特征分析J.建筑结构,2 0 2 1,5 1(S 2):1 4 4 6-1 4 5 0.Y A N G Y o n g q i a n g,HU J i n j u n,L I U X u a n,e t a l.A n a l y s i s o f g r o u n d v i b r a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s c a u s e d b y b l a s t i n g d e m o l i t i o n o f h i g h-r i s e b u i l d i n g sJ.B u i l d i n g S t r

47、u c t u r e,2 0 2 1,5 1(S 2):1 4 4 6-1 4 5 0.7 贾磊,解咏平,李慎奎.爆破振动对邻近隧道衬砌安全的数值模拟分析J.振动与冲击,2 0 1 5,3 4(1 1):1 7 3-1 7 7.J I A L e i,X I E Y o n g p i n g,L I S h e n k u i.N u m e r i c a l s i m u l a t i o n f o r i m p a c t o f b l a s t i n g v i b r a t i o n o n n e a r b y t u n n e l l i n i n g

48、 s a f e t yJ.J o u r n a l o f V i b r a t i o n a n d S h o c k,2 0 1 5,3 4(1 1):1 7 3-1 7 7.8 关慧敏,廖振鹏.三维离散网格中的弹性波动J.固体力学学报,1 9 9 5(3):1 8 9-1 9 7.G U A N H u i m i n,L I A O Z h e n p e n g.E l a s t i c w a v e s i n 3-D d i s c r e t e g r i d sJ.C h i n e s e J o u r n a l o f S o l i d M e c

49、h a n i c s,1 9 9 5(3):1 8 9-1 9 7.9 张军,芮文建.低置轨道结构振动的传播规律J.青岛理工大学学报,2 0 1 6,3 7(5):1 9-2 5.Z HA N G J u n,R U I W e n j i a n.V i b r a t i o n p r o p a g a t i o n l a w o f l o w t r a c k s t r u c t u r eJ.J o u r n a l o f Q i n g d a o U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y,2 0 1 6,3 7(5

50、):1 9-2 5.1 0 张宏博,厉超,宋修广,等.强夯加固粉土地基地面振动衰减规律研究J.地下空间与工程学报,2 0 1 5,1 1(5):1 2 8 9-1 2 9 5.Z HA N G H o n g b o,L I C h a o,S O N G X i u g u a n g,e t a l.S t u d y o n g r o u n d v i b r a t i o n a t t e n u a t i o n l a w o f s i l t f o u n d a t i o n t r e a t e d w i t h d y-n a m i c c o m p

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