《機械振動軌道系統產生的地面誘導結構噪聲和地傳振動第32部分：大地的動態性能測量gb/t33521.32-2021》詳細解讀contents目錄1范圍2規范性引用文件3符號4地面誘導結構噪聲和地傳振動的傳播4.1概述4.2地面誘導結構噪聲與地傳振動—頻率影響contents目錄5大地中波傳播參數5.1概述5.2基波傳播參數5.3材料損耗和非線性5.4大地的幾何效應、分層和橫向變異性5.5近場效應5.6各向異性5.7地下水的影響—兩相介質的巖土材料contents目錄6參數估算和測量方法6.1大地分層和分類:鉆孔柱狀圖和地震勘測6.2土與巖石6.3基于指標參數的經驗估算方法6.3.1概述6.3.2有效(體積)質量密度6.3.3波速和彈性剪切模量6.3.4非線性和材料損耗因子contents目錄6.4基于巖土原位貫入試驗的間接測定6.4.1概述6.4.2圓錐貫入試驗6.4.3標準貫入試驗6.5大地動態參數的直接原位測量6.5.1概述6.5.2表面波測量6.5.3下孔(和上孔)測量—地震CPT(S-CPT)6.5.4跨孔法測量contents目錄6.5.5其他測量—折射、多通道P波和S波反射,電阻率6.5.6其他原位方法6.6大地動態參數的實驗室測量6.6.1概述6.6.2壓電測量6.6.3共振柱測試6.6.4循環三軸,DSS和扭轉剪切試驗7大地參數確定策略contents目錄7.1概述7.2地傳振動和地面誘導結構噪聲的嚴酷度7.3可用信息的參數估算7.4原位測量與實驗室測量總結7.5直接測量振動和噪聲傳播作為測量大地動態性能和使用計算模型的替代方法附錄A(資料性附錄)本部分中使用的縮寫contents目錄參考文獻011范圍03機械振動產生的動態性能影響01地面誘導結構噪聲02地傳振動1范圍022規范性引用文件確定了機械振動、軌道系統等基本術語及其定義。提供了統一的術語規范，便于各方在交流和使用中的準確理解。奠定了整個標準的技術基礎，確保各項規定和測量方法的正確性。2規范性引用文件033符號符號1定義了大地動態性能測量中的某個重要參數或物理量，具有明確的含義和單位。符號2代表另一個與大地動態性能相關的關鍵指標，用于描述和計算特定情況下的物理現象。符號3在大地動態性能測量中，該符號表示某個特定的過程、狀態或條件，對于理解和分析測量結果具有重要意義。3符號044地面誘導結構噪聲和地傳振動的傳播地面誘導結構噪聲和地傳振動通過振動波的形式在大地中傳播，其能量隨著距離的增加而逐漸衰減。振動波傳播大地的動態性能對振動波的傳播具有顯著影響，包括地質構造、土壤類型、地下水等因素都會改變振動波的傳播速度和衰減程度。介質影響當地面誘導結構噪聲和地傳振動的頻率與建筑物或構筑物的固有頻率相近時，可能引發結構共振，從而放大振動效應。結構共振4地面誘導結構噪聲和地傳振動的傳播054.1概述內容和范圍01本部分規定了大地動態性能測量的術語和定義、測量方法及測量報告等要求，適用于機械振動產生的地面誘導結構噪聲和地傳振動。與其他部分關系02作為《機械振動軌道系統產生的地面誘導結構噪聲和地傳振動》系列的第32部分，與系列其他部分共同構成完整的標準體系。意義和重要性03本部分的實施，有助于提高地面動態性能測量的準確性和可靠性，為機械振動控制和減緩提供有力支持，從而保障城市軌道交通的安全與可持續發展。4.1概述064.2地面誘導結構噪聲與地傳振動—頻率影響123當地面振動的頻率與建筑物自然頻率相近時，可能引發共振現象，導致結構噪聲顯著增強。共振現象通過調整機械設備的運行頻率，可以實現對地面誘導結構噪聲的有效控制，避免對周邊環境造成過大影響。頻率篩選針對特定頻率的地面振動，可在建筑物基礎設計中采取相應的隔振措施，降低振動向建筑物的傳遞。隔振設計4.2地面誘導結構噪聲與地傳振動—頻率影響075大地中波傳播參數原理方法通過測量彈性波在大地中傳播一定距離所需時間，計算波速。測試設備包括信號發生器、接收器、計時器等，確保高精度測量。影響因素考慮大地介質的密度、彈性模量等參數對波速的影響。5大地中波傳播參數085.1概述隨著城市軌道交通的快速發展，軌道系統產生的振動和噪聲問題日益突出。為了準確評估大地的動態性能，制定相應測量標準勢在必行。該標準的實施將為大地的動態性能測量提供統一、科學的方法，有助于提高測量結果的準確性和可靠性，為城市軌道交通的規劃、設計和運營提供有力支持。制定背景標準意義5.1概述095.2基波傳播參數03通過測量和分析基波傳播參數，可以為軌道系統的設計和優化提供有力支持。01基波傳播參數是指在機械振動中，描述基波在大地中傳播特性的一系列參數。02這些參數對于預測和評估軌道系統產生的地面誘導結構噪聲和地傳振動具有重要意義。5.2基波傳播參數105.3材料損耗和非線性材料損耗定義指材料在振動過程中由于內部摩擦、缺陷、結構不均勻等因素造成的機械能損失。分類根據損耗機制不同，可分為粘性損耗、滯后損耗和結構損耗等。5.3材料損耗和非線性115.4大地的幾何效應、分層和橫向變異性大地幾何形狀和尺寸對振動波的傳播路徑和能量衰減有重要影響。影響振動波傳播振動波在遇到不同幾何特征的界面時，會發生反射、折射等現象，從而改變波的傳播方向。產生反射和折射大地的幾何特征還會導致特定的振動模態出現，對結構噪聲和地傳振動產生深遠影響。影響振動模態5.4大地的幾何效應、分層和橫向變異性125.5近場效應123指的是振源附近的區域，由于振動波傳播距離較短，其波形和能量尚未發生顯著衰減的現象。在近場區域內，振動波的特點與遠場區域存在顯著差異，需要進行專門的測量和分析。正確理解和評估近場效應，對于準確預測和控制振動噪聲對周邊環境的影響至關重要。5.5近場效應135.6各向異性各向異性指的是介質在不同方向上物理特性（如彈性模量、阻尼比等）存在差異。物理特性差異波動傳播影響地質因素這種差異會導致機械波在介質中傳播時，速度和衰減等特性隨方向不同而發生變化。地層沉積過程、巖石層理結構以及地質構造運動等是導致各向異性產生的主要因素。0302015.6各向異性145.7地下水的影響—兩相介質的巖土材料含水量變化地下水會導致巖土材料的含水量發生變化，進而影響其物理和力學性質。巖土軟化地下水的浸潤作用可使巖土材料發生軟化，降低其強度和穩定性。滲透力作用地下水在巖土材料中產生的滲透力可改變巖土的應力狀態，甚至引發破壞。5.7地下水的影響—兩相介質的巖土材料156參數估算和測量方法選擇估算方法依據行業標準和經驗，選擇合適的參數估算方法，確保測量結果的準確性和可靠性。數據分析與處理對測量得到的數據進行深入分析，提取有用信息，為后續工作提供數據支持。確定測量參數根據大地動態性能的特點，確定需要測量的參數，如振動幅度、頻率等。6參數估算和測量方法166.1大地分層和分類:鉆孔柱狀圖和地震勘測詳細記錄土層信息包括土層類型、厚度、顏色、濕度等。準確標注土層分界線清晰劃分不同土層，便于后續分析和處理。遵循標準制圖規范確保圖紙的準確性和可讀性，滿足專業需求。6.1大地分層和分類:鉆孔柱狀圖和地震勘測176.2土與巖石根據土壤顆粒大小、礦物質成分、有機質含量等因素，將土壤分為砂土、壤土、黏土等類型。土壤類型分類包括土壤密度、孔隙比、含水量等，這些性質對土壤的動態性能具有重要影響。土壤物理性質主要涉及土壤的抗剪強度、壓縮性等，這些性質決定了土壤在振動作用下的穩定性。土壤力學性質6.2土與巖石186.3基于指標參數的經驗估算方法考慮實際情況所選指標需能反映實際工況下地面振動的特性，包括振動的頻率、振幅等。便于測量與獲取指標參數應易于現場測量和獲取，以保證經驗估算方法的實用性。選取代表性指標從眾多指標中選取與地面誘導結構噪聲和地傳振動相關性高的參數，如振動速度、加速度等。6.3基于指標參數的經驗估算方法196.3.1概述明確本部分適用于大地動態性能的測量，為機械振動軌道系統產生的地面誘導結構噪聲和地傳振動的評估提供依據。標準適用范圍闡述本部分與《機械振動軌道系統產生的地面誘導結構噪聲和地傳振動》其他部分之間的關聯，共同構成完整的標準體系。與其他部分關系強調大地動態性能測量在準確評估機械振動對周圍環境影響、優化軌道系統設計等方面的重要意義。重要性說明6.3.1概述206.3.2有效(體積)質量密度定義與概念：有效質量密度是指單位體積的土壤或材料在動態激勵下所表現出的質量效應。它是描述土壤動態特性的重要參數之一，與土壤的組成、結構、含水量等因素密切相關。測量方法：有效質量密度的測量通常采用實驗方法，包括原位測試和室內試驗。原位測試可在實際工程場地進行，通過測量土壤在動態荷載作用下的響應，反演得到有效質量密度。室內試驗則通過對采取的土樣施加動態荷載，觀測其變形和應力響應，從而計算得到有效質量密度。工程意義：有效質量密度是評價土壤動態特性的重要指標，它直接影響了土壤在動態荷載作用下的變形和穩定性。在軌道系統產生的地面誘導結構噪聲和地傳振動研究中，準確測量和評估土壤的有效質量密度對于預測和控制振動傳播具有重要意義。同時，有效質量密度也是進行土壤動力學分析、地基基礎設計等方面工作不可或缺的重要參數。6.3.2有效(體積)質量密度216.3.3波速和彈性剪切模量波速測量波速是指彈性波在介質中傳播的速度，與介質的密度和彈性性質有關。本標準規定了波速的測量方法，包括測量原理、儀器設備、測量步驟和數據處理等方面。彈性剪切模量定義彈性剪切模量是描述介質抵抗剪切變形能力的物理量，與介質的剪切應力和剪切應變之間的比值相關。它是評價大地動力特性的重要參數之一。彈性剪切模量測量本標準詳細闡述了彈性剪切模量的測量方法，包括現場測試、室內試驗以及數據處理分析等環節。通過科學合理地確定彈性剪切模量，可以為大地的動態性能評估提供有力支持。6.3.3波速和彈性剪切模量226.3.4非線性和材料損耗因子010203非線性定義及影響非線性是指系統輸出與輸入之間不成正比的關系。在振動系統中，非線性可能導致波形畸變、頻譜分析復雜化以及能量在不同頻率間傳遞等現象。材料損耗因子的概念材料損耗因子是表征材料在振動過程中能量損耗大小的一個參數。它反映了材料將機械能轉化為熱能而耗散的能力，與材料的阻尼性能密切相關。測量方法與標準為了準確評估非線性和材料損耗因子對軌道系統振動與噪聲的影響，本部分標準詳細規定了相應的測量原理、儀器設備、試驗條件及數據處理方法。這些規定確保了測試結果的可靠性和可重復性，為軌道系統的優化設計和減振降噪提供了有力支持。6.3.4非線性和材料損耗因子236.4基于巖土原位貫入試驗的間接測定6.4基于巖土原位貫入試驗的間接測定圓錐動力觸探試驗通過測量圓錐探頭貫入巖土所需的動力，評估巖土的力學特性。標準貫入試驗采用標準重量的重錘，以規定的自由落距將探頭打入巖土，通過貫入阻力判斷巖土性質。輕型動力觸探試驗適用于較軟弱的巖土層，使用較小動能的探頭進行貫入，以評估巖土的承載力和變形特性。246.4.1概述定義與背景介紹了該部分標準制定的背景、過程及與相關國際標準的關聯性。標準化進程標準結構與內容概述了本標準的結構框架，包括范圍、術語和定義、測量方法等關鍵章節。首先闡述了大地動態性能測量的含義、目的以及其在機械振動軌道系統中的重要性。6.4.1概述256.4.2圓錐貫入試驗

6.4.2圓錐貫入試驗確定土體承載力通過圓錐貫入試驗，可以測定土體在不同深度處的承載力，為工程設計和施工提供重要參數。評估土體變形特性試驗能夠反映土體在受力過程中的變形特性，有助于分析土體的穩定性和變形規律。指導地基處理根據試驗結果，可以選擇合適的地基處理方法，提高地基的承載力和穩定性。266.4.3標準貫入試驗03為工程設計提供可靠的地質參數。01確定地基土層的物理力學性質。02評估地基的承載能力和變形特性。6.4.3標準貫入試驗276.5大地動態參數的直接原位測量直接原位測量基于振動波在地層中的傳播特性，通過測量和分析振動波來獲取大地的動態參數。振動波傳播理論通過在地表施加激勵并測量響應，利用頻響函數分析技術來推算大地的動態剛度、阻尼等參數。頻響函數分析結合數學模型和信號處理手段，從測量數據中準確識別出大地的動態參數。參數識別方法6.5大地動態參數的直接原位測量286.5.1概述定義與背景大地動態性能測量是評估大地在機械振動作用下的響應特性，對于軌道系統產生的地面誘導結構噪聲和地傳振動研究具有重要意義。標準制定目的為了統一和規范大地動態性能的測量方法，提高測量結果的準確性和可靠性，制定本標準。適用范圍本標準適用于機械振動軌道系統產生的地面誘導結構噪聲和地傳振動相關的大地動態性能測量。6.5.1概述296.5.2表面波測量頻譜分析通過測量表面波在大地中的傳播特性，利用頻譜分析技術，可以得到大地的動態性能參數。信號處理為了提高測量精度，需要對采集到的表面波信號進行預處理，如濾波、放大等。瑞利波特性表面波中最常見的是瑞利波，質點在垂直平面內作橢圓運動，其傳播速度與介質的彈性常數和密度有關。6.5.2表面波測量306.5.3下孔(和上孔)測量—地震CPT(S-CPT)利用地震波在地層中的傳播特性，通過測量地震波在下孔和上孔中的傳播時間和幅度，計算地層的物理力學參數。結合CPT(靜力觸探試驗)技術，對地層進行分層并評估各層的力學性質，為工程設計提供可靠依據。采用高靈敏度的地震檢波器，確保測量結果的準確性和可靠性。0102036.5.3下孔(和上孔)測量—地震CPT(S-CPT)316.5.4跨孔法測量6.5.4跨孔法測量通過專業的數據處理和分析方法，跨孔法能夠獲取大地的動態模量、阻尼比等關鍵參數。數據處理與分析跨孔法測量主要依據波動理論，通過在兩個不同位置的孔中分別發射和接收波動信號，分析波的傳播特性，從而推斷大地的動態性能。基于波動理論跨孔法能夠消除或減少地表干擾因素的影響，提高測量的精度和可靠性。測量精度高326.5.5其他測量—折射、多通道P波和S波反射,電阻率應用場景折射測量在勘探工程領域具有廣泛應用，如巖土工程勘察、地質構造研究等，為工程設計和施工提供重要依據。操作要點在進行折射測量時，需選擇合適的觀測系統和采集參數，確保數據的準確性和可靠性。原理介紹折射測量是利用地震波在不同介質間傳播速度的差異，通過觀測折射波來確定地層結構和物性參數的方法。6.5.5其他測量—折射、多通道P波和S波反射,電阻率336.5.6其他原位方法跨孔法是通過在兩個相鄰的鉆孔中分別放置發射源和接收器，測量波在地層中的傳播特性。該方法可以獲得較準確的波速和地層信息，但需要較多的現場布置和測試時間。下孔法是在地面上的一定點激發振動波，通過在鉆孔內不同深度處放置傳感器接收波的傳播信號。通過測量波到達不同深度的時間，可以計算出地層的波速分布。該方法適用于研究地層垂向變化較大的情況。表面波法是利用在地表傳播的瑞利波或勒夫波進行地層性質探測的方法。通過在地表布置多個檢波器，接收并分析表面波的傳播特性，可以獲得地層的剪切波速和阻尼比等參數。該方法具有非破壞性、測試速度快等優點，廣泛應用于工程場地地層的快速評價中。跨孔法下孔法表面波法6.5.6其他原位方法346.6大地動態參數的實驗室測量振動臺試驗通過在振動臺上模擬地震波或其他振動信號，觀測和分析大地的動態響應。共振柱試驗利用共振柱裝置測量大地的動剪切模量和阻尼比，以評估其動態性能。波形分析通過對測量得到的振動波形進行頻譜分析，獲取大地的動態參數。6.6大地動態參數的實驗室測量030201356.6.1概述VS該標準適用于軌道系統產生的地面誘導結構噪聲和地傳振動的大地動態性能測量，主要涉及軌道交通、鐵路等領域。其讀者對象包括從事相關測量、設計、施工、科研等工作的專業人員。與其他標準的關系該標準是機械振動系列標準的重要組成部分，與其他相關標準共同構成了完整的標準體系。同時，該標準也引用了多個國內外先進技術標準，確保其與國際接軌，具有較高的實用性和先進性。適用范圍和對象6.6.1概述366.6.2壓電測量壓電效應壓電材料在受到外力作用時，會在其表面產生電荷，從而實現將機械能轉換為電能。測量原理利用壓電材料的壓電效應，通過測量產生的電荷或電壓來推算出機械振動或壓力的大小。優點與局限性壓電測量具有靈敏度高、響應速度快等優點，但也受到溫度、濕度等環境因素的影響。6.6.2壓電測量376.6.3共振柱測試測試原理共振柱測試是通過激發土樣產生共振，測定其共振頻率，進而計算出土的動力學參數，包括動剪切模量和阻尼比。測試步驟共振柱測試主要包括土樣制備、安裝與固定、激振與測量以及數據處理等步驟。測試時需嚴格按照規范操作，以確保測試結果的準確性。影響因素共振柱測試結果受多種因素影響，如土樣的均勻性、密實度、飽和度以及激振力的大小和頻率等。因此，在測試過程中需對這些因素進行嚴格控制。0102036.6.3共振柱測試386.6.4循環三軸,DSS和扭轉剪切試驗6.6.4循環三軸,DSS和扭轉剪切試驗研究土體在循環荷載作用下的應力-應變關系、模量變化及破壞特性。試驗方法通過控制循環荷載的幅值、頻率和持續時間，對試樣施加循環荷載，并監測其變形和應力響應。試驗應用為評估地基基礎在地震、交通等循環荷載作用下的穩定性和變形特性提供數據支持。試驗目的397大地參數確定策略根據工程類型、地質條件和測量目的，選擇合適的大地參數類型，如剪切波速、阻尼比等。根據實際需求選擇在確定參數類型時，需綜合考慮地質構造、巖土層性質、地下水條件等多方面因素。綜合考慮多因素遵循國家及行業標準，確保所選參數類型具有代表性和可靠性。參照相關規范7大地參數確定策略407.1概述標準適用范圍明確本部分適用于大地動態性能的測量，包括土壤、巖石等地質材料在機械振動作用下的響應特性。與其他部分關系闡述本部分與《機械振動軌道系統產生的地面誘導結構噪聲和地傳振動》系列其他部分之間的關聯，確保整體應用的協調性。標準化意義強調本部分的實施對于規范大地動態性能測量工作、提高測量結果的準確性和可靠性、推動相關領域的技術進步等方面具有重要意義。7.1概述417.2地傳振動和地面誘導結構噪聲的嚴酷度嚴酷度概念7.2地傳振動和地面誘導結構噪聲的嚴酷度嚴酷度是描述地傳振動和地面誘導結構噪聲對環境和建筑物影響程度的一個重要參數。影響因素嚴酷度受振動源強度、傳播路徑和受振體特性等多個因素共同影響。