岩土工程原位测试6 脉动测试

岩土工程原位测试地脉动测试地脉动测试

地脉动（Microtremor

）地脉动是由人工或天然随机振源激发并经地球表层介质传播到场地的稳定非重复性微弱随机振动。引起地脉动的波动为面波或体波。地脉动测试测试目的了解工程场地动力学特性（场地特征周期）为工程抗震设计提供依据测试参数地脉动时程记录地脉动频谱地脉动振幅地脉动测试测试原理物理原理由于地脉动振动源的多样性和场地的共振效应，到达场地的各种频率成分的波动中，与地基自振频率接近的成分会更为显著。所以地脉动可以反映地基岩土体的动力学特性。传感原理振动传感器：弹簧振子、动圈感生电流。地脉动测试仪器设备测试系统——系统要求

通频带应选择为1～40Hz；信噪比应大于80dB；低频特性应稳定可靠，系统放大倍数不应小于106；

测试系统应与数据采集分析系统相配接。系统应能在－10～40

C范围内正常工作，以适应不同地区和不同季节使用。地脉动测试仪器设备测试系统

系统构成拾振器放大器采集器分析系统（软件）地脉动测试仪器设备测试系统——系统构成拾振器拾振器宜铅垂向和水平向的速度型传感器，其通频带应为2～80Hz，阻尼系数应为0.65～0.70，电压灵敏度不应小于30V·s/m，最大可测位移不应小于0.5mm。

地下脉动测试用的速度型传感器，其通频带应为1～25Hz，并应严格密封放水。

891-4型三分量拾振器地脉动测试仪器设备测试系统——系统构成放大器当采用速度型传感器时，放大器应采用带低通滤波功能的多通道放大器，其振幅一致性偏差应小于3％，相位一致性偏差应小于0.1ms，折合输入端的噪声水平低于2

V。电压增益应大于80dB。

放大器宜具备体积小、重量轻、防尘、防潮、便于携带等性能。

891-4型六线放大器地脉动测试仪器设备测试系统——系统构成采集器信号采集与分析系统宜采用多通道，模数转换器（A/D）位数不宜小于12位。分析系统曲线与图形显示不宜低于图像清晰度指标（VGA），并应具有抗混淆滤波功能，低通滤波宜为80dB/oct，计算机内存不应小于4.0MB。应具有加窗功能和时域、频域分析软件。

SWG多波地震探测仪地脉动测试仪器设备仪器标定将拾振器置于标准振动台上，振动台输出振幅、频率已知的振动v(f

)（m/s），仪器系统用不同的增益状态记录得到振动记录A(f)（mV）按下式求取仪器系统的放大倍数

(f)。

(f)A(f)/v(f)利用标定得到的仪器放大倍数，即可将现场测量得到脉动记录转换为测点振动速度。仪器系统标定拾振器振动台v(t)=V

sin2

ft振动台输出振动速度时程I(t)=A

sin(2

ft

+

)采集器记录振动响应时程

=A/V

振动台输出振动频率f仪器系统增益

kV—振动台输出振动幅值（cm

s－1）A—仪器记录振幅（mV）

—振幅放大倍数（mV/（cm

s－1））测振仪器系统标定原理示意地脉动测试地脉动测试现场测试测量依据GB/T50269-97，地基动力特性测试规范．北京：中国计划出版社，1998

(Codeformeasurementmethodofdynamicpropertiesofsubsoil)地脉动测试现场测试地面测量应根据工程设计需要、建筑场地大小和地质构造复杂程度确定，在一个场地上不应少于2个测点（每个测点布置x、y、z三个方向）。

各测点的三个方向拾振器相互垂直放置在平整后的地面或浅坑底面，每个拾振器相互之间的距离不得大于1.0m。在距离测点100m范围内应人为振动干扰，与建筑物距离应大于该建筑物高度的2/3。测量时间应选择场地环境最安静的时刻，宜在夜间进行。微振动信号记录时，应根据所需频率范围设置低通滤波频率合采样频率，采样频率宜取50~100Hz，每次记录时间不应少于15min，记录次数不得少于2次。地脉动测试现场测试孔中测量当拟建建筑物为高耸建筑物或精密仪器厂房时，对该场地宜同时进行地面和孔中地脉动测量。

孔中测点的深度视工程设计要求或地质构造的复杂程度而定。一般宜在2~3个深度测量。孔中拾振器的拾振方位与地面拾振器的拾振方位宜一致，以便对照。为便于与地面脉动对比分析，孔中测点的地面投影与地面测点的水平距离不得大于1.0m。在地脉动测量前，宜进行孔中测斜工作，以保证测点和测量精度。

地脉动测试数据处理时域处理地脉动测量信号处理前，应对零点漂移和记录波形进行检验，处理波形的失真。

频域处理对地脉动测量信号宜作傅立叶谱或自功率谱分析。处理时应对多个样本进行频域分析，取多个样本频谱的平均值作为地脉动的频域分析结果。地脉动测试数据处理场地卓越周期T

T=1/f

式中：T——场地卓越周期（s）；

f

——卓越频率（Hz）卓越频率应按下列规定确定：按频率谱中最大峰值所对应的频率确定；当频谱中出现多峰且各峰的峰值相差不大时，可在谱分析的同时，进行相关或互谱分析，以便对场地脉动卓越频率进行综合评价。

测试实例——宝鸡黄土边坡脉动测试宝鸡黄土边坡地脉动测点布置图测试实例——宝鸡黄土边坡脉动测试D6_1D6_2D6_3D6_4D6_5D6_6D6_7D6_8脉动波形宝鸡黄土塬边坡现场脉动测量v/10-3cm

s-1f/Hz振幅谱测试实例——宝鸡黄土边坡脉动测试t/sUDNSEWvUDmax=0.16cm.s-1vNSmax=0.32cm.s-1vEWmax=0.34cm.s-1

宝鸡市岳家坡D6_1测点脉动记录波形（

t=10ms）测试实例——宝鸡黄土边坡脉动测试t/sUDNSEWvUDmax=0.18cm.s-1vNSmax=0.32cm.s-1vEWmax=0.21cm.s-1

宝鸡市岳家坡D6_6测点脉动记录波形（

t=10ms）测试实例——宝鸡黄土边坡脉动测试三分量脉动振幅谱v/10-3cm

s-1f/Hz铅垂向U-Pv/10-3cm

s-1f/Hz东西向E-Wv/10-3cm

s-1f/Hz南北向N-S卓越频率fmax

3Hz测试实例——宝鸡黄土边坡脉动测试卓越周期与测点高程高程/m周期/sD6_1D6_2D6_3D