[發(fā)明專利]一種強夯施工振動對周邊建筑物影響安全距離的計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910148416.0
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN110032757B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設計）人: 于海濤;謝曉鋒;林海銘;李家釗
• 申請（專利權）人: 廣東省建筑科學研究院集團股份有限公司;廣東省建設工程質量安全檢測總站有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F119/14
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 李海波;侯莉

1.一種強夯施工振動對周邊建筑物影響安全距離的計算方法，其特征在于包括以下步驟：

S1：采用位移法表示的波動方程：

式中：ρ—質點的質量密度；

λ、μ—拉梅常數(shù)；

—在作用下質點振動位移矢量；

—力矢量；

θ—體變應變，

▽²—拉普拉斯算子，

S2：對公式⑴兩邊分別取散度，由于div·gradθ＝▽²θ，得：

S3：對公式⑴兩邊分別取旋度(rot)，rotgradθ＝0，得：

令公式⑶寫為：

S4：將和分別分解為無旋的矢量和無散的矢量，得：

式中：和分別為的標量位和矢量位；

S5：令把公式⑸分別代入公式⑵和公式⑷，波動方程表述為：

S6：令位函數(shù)公式⑹寫成：

S7：由公式⑺、公式⑻和公式⑸得到質點的水平和垂直位移為：

S8：公式⑺和公式⑻解的形式寫為：

ψ(x,z,t)＝Ψ(z)e^[ik(x-Vt)]公式⒁

式中：k為瑞雷波波數(shù)，

S9：將公式⒀代入公式⑼、公式⒁代入公式⑽，得到瑞雷波位移函數(shù)的振幅函數(shù)Φ(z)和Ψ(z)的具體形式如下：

式中：A₁、B₁、A₂、B₂為常數(shù)；

S10：當z→∞時，波動的振幅為有限值，令A₁＝B₁＝0，將A₂、B₂換為A、B，則公式⒂、公式⒃寫為：

式中：V是一個待定的恒量；

S11：令T_zz和T_xz分別為界面上的軸向應力和切向應力，則有：

T_zzz＝0＝0，T_xzz＝0＝0

即：

S12：把公式⒆代入公式⑾、公式⒇代入公式⑿，得：

S13：由公式⒀可知將其代入公式(21)并取實部,得：

式中：D＝Ak，D為任意常數(shù)；

S14：公式(22)兩邊對時間t求導，得到各質點的速度：

式中：V_k＝DV_R；

為徑向深度系數(shù)；

為豎向深度系數(shù)；

S15：由公式(23)得到場地各點的振動速度峰值，取豎向振動速度峰值，即獲得強夯施工振動對周邊建筑物影響安全距離的計算模型如下：

式中：V_z—容許振動速度峰值；

V₀—振源的速度峰值，g為重力加速度，h為夯錘落距；

γ_z—豎向深度系數(shù)；

R—安全距離；

d—夯錘直徑；

α—幾何衰減指數(shù)；

β—當量系數(shù)。

2.根據(jù)權利要求1所述的強夯施工振動對周邊建筑物影響安全距離的計算方法，其特征在于：計算幾何衰減指數(shù)α和當量系數(shù)β的參考值：

對公式(24)兩邊取對數(shù)，得：

ln(V_z/γ_zV₀)＝αln(2R/d)+lnβ???????????公式(25)

令y＝ln(V_z/γ_zV₀)，x＝ln(2R/d)，根據(jù)在同一實驗場地不同位置同一夯擊能下所采集的多組試驗數(shù)據(jù)分別整理x、y，每組x、y數(shù)據(jù)應用最小二乘法對公式(25)進行線性擬合求解，分別得到多組幾何衰減指數(shù)α與當量系數(shù)β的值，再分別求平均值，得到幾何衰減指數(shù)α和當量系數(shù)β的參考值。

3.根據(jù)權利要求2所述的強夯施工振動對周邊建筑物影響安全距離的計算方法，其特征在于：所述試驗數(shù)據(jù)為六組以上。

4.根據(jù)權利要求3所述的強夯施工振動對周邊建筑物影響安全距離的計算方法，其特征在于：將幾何衰減指數(shù)α和當量系數(shù)β的參考值代入公式(24)，得到強夯施工振動對周邊建筑物影響安全距離的計算求解公式：

式中：V_z—容許振動速度峰值；

V₀—振源的速度峰值，g為重力加速度，h為夯錘落距；

γ_z—豎向深度系數(shù)；

R—安全距離；

d—夯錘直徑；

α—幾何衰減指數(shù)；

β—當量系數(shù)。