Вибрации грунта

Вибрации грунта — это технический термин, который используется для описания в основном искусственных колебаний грунта, в отличие от естественных колебаний Земли, изучаемых сейсмологией . Например, вибрации, вызванные взрывами, строительными работами, железнодорожным и автомобильным транспортом и т. д. – все это относится к колебаниям грунта.

Общая информация

Вибрации грунта связаны с различными типами упругих волн, распространяющихся через грунт. Это поверхностные волны , в основном волны Рэлея , а также объемные продольные волны и поперечные волны (или поперечные волны), распространяющиеся в глубину земли. Типичный диапазон частот вибрации грунта от окружающей среды составляет 1–200 Гц. Волны более низких частот (ниже 1 Гц) обычно называются микросейсмами и обычно связаны с природными явлениями, например, волнами на воде в океанах. Вибрации грунта, создаваемые железнодорожным и автомобильным транспортом, могут вызывать раздражение жителей близлежащих зданий как непосредственно, так и через генерируемый структурным внутренним шумом. Очень сильные вибрации грунта, например, вызванные тяжелыми грузовиками на дорогах с неровностями, могут даже привести к повреждению конструкций очень близко расположенных зданий. Величины колебаний грунта обычно описываются через скорость колебаний частиц (в мм/с или м/с). Иногда их также описывают в децибелах (относительно эталонной скорости частицы 10 ⁻⁹ РС). Типичные значения скорости частиц вибрации грунта, возникающие при проезде транспортных средств через неровности, успокаивающие движение транспорта, находятся в диапазоне 0,1 – 2 мм/с. Величины колебаний грунта, которые считаются способными вызвать структурные повреждения зданий, превышают 10–20 мм/с.

Вибрации грунта от железных дорог

Основными источниками колебаний грунта, создаваемых железнодорожными поездами, являются динамические силы, передаваемые от путей на грунт. Эти силы связаны со сложными процессами взаимодействия осей движущихся поездов с железнодорожными путями, опирающимися на упругий грунт. Величины этих сил обычно возрастают с увеличением скорости поездов. Следовательно, уровни создаваемых вибраций грунта могут быть существенными в случае высокоскоростных поездов. Если скорость поезда становится больше, чем скорость волны Рэлея в земле, происходит дополнительное очень большое увеличение генерируемых вибраций грунта. Это явление называется ударом вибрации земли и похоже на звуковой удар, создаваемый сверхзвуковым самолетом.

Вибрации грунта от дорожного движения

Основным механизмом, ответственным за возникновение колебаний грунта движущимися легковыми и грузовыми автомобилями, являются динамические силы, связанные с проездом транспортных средств по неровностям дороги, таким как неровности, торфяники и т. д. Эти силы, а, следовательно, и создаваемые вибрации грунта, можно уменьшить, поддерживая дорожное покрытие в хорошем состоянии.

Вибрации грунта при строительстве

Основными источниками вибрации грунтов при строительстве являются забивка свай, динамическое уплотнение, взрывные работы и работа тяжелой строительной техники. Эти вибрации могут вредно влиять на окружающие здания, а их последствия варьируются от беспокойства жильцов до видимых структурных повреждений.

См. также

Ссылки

Скипп, Б.О. (редактор), Динамика грунта и техногенные процессы , Институт инженеров-строителей, Лондон, 1998.
Крылов В.В. (редактор), Шум и вибрация высокоскоростных поездов , Thomas Telford Publishing, Лондон, 2001.
Сантос, Дж. А. (редактор), Применение теории волн-напряжений к сваям: наука, технология и практика , IOS Press BV, Амстердам, 2008.
Булл, Дж.В. (редактор), Линейный и нелинейный численный анализ фундаментов , Тейлор и Фрэнсис, Нью-Йорк, Абингдон, 2009.

Внешние ссылки