[发明专利]一种基于强夯加固的深埋管道振动衰减效应的测试方法

说明书

本发明提出了一种基于强夯加固的深埋管道振动衰减效应的测试方法，分析了强夯施工过程中振动波传播规律、设置隔振沟后的振动速度衰减效果以及对埋地管道的振动影响三个方面进行研究。研究结果表明强夯振动传播方向主要以沿地面法线方向和沿测点与夯击点连线方向为主，沿夯击点切线方向的振动较弱，且在不同方向传播过程中的衰减趋势一致，都为随传播距离增加，振动速度呈负幂指数型衰减，且在20m内衰减最快，20m后衰减速率逐渐降低，100m后振动速度已趋近于零。隔振沟对振动波速的衰减效果明显，测点振动速度衰减大致60%。对预埋管道纵向应变进行测试发现，管道在其拱顶处切向应变大于拱腰处。

技术领域

本发明涉及强夯振动测试的技术领域，特别是指一种基于强夯加固的深埋管道振动衰减效应的测试方法。

背景技术

随着城市开发的深度和广度的不断增加，特别是城市周边范围的建设开发，很多工程不可避免的靠近城市供水、供油管道。城市中预埋的原油管道一般埋深较浅，保护措施少且容易受到外部荷载的影响，导致管道在使用过程中发生变形或破坏。随着城市化发展进程加快，土地资源越发稀少，很多场地施工已临近能源输送管道布置区，不可避免的会影响管道的安全。在地基处理过程中，强夯加固作用一种常用的地基处理方法被广泛使用。而地基强夯作为主要的地基加固方式，其利用落锤自由落体来夯实地面，当落锤与地面接触时会产生巨大的冲击能，引发地面振动。因此，若场地采用强夯加固，必然会对周边管道产生影响。强夯施工过程中对周边深埋管道的振动影响是工程师关注的重点，如何评估强夯对其影响也是研究的难点。

发明内容

针对上述背景技术中存在的不足，本发明提出了一种基于强夯加固的深埋管道振动衰减效应的测试方法，将从强夯振动的传播规律、设置隔振沟后的振动衰减效果及对埋地管道的振动影响三个方面进行研究，为施工人员确定强夯施工范围和隔振设计提供科学依据。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于强夯加固的深埋管道振动衰减效应的测试方法，其步骤为：

S1、利用强夯机对自由场的夯击点A进行夯击，利用测振系统对夯击点A对应的测试点的X方向、Y方向和Z方向上的振动速度进行监测和记录，并通过记录的数据绘制X方向、Y方向和Z方向的振动速度随传播距离变化曲线，找出振动速度衰减阈值对应的位置；

S2、在自由场上的振动速度衰减阈值对应的位置处设置隔振沟，利用强夯机对夯击点A进行夯击，利用测振系统对夯击点A对应的测试点的X方向和Z方向上的振动速度进行监测和记录，并通过记录的数据绘制X方向和Z方向的振动速度随传播距离变化曲线，找出两个测试点之间的振动速度差值最大的位置作为隔振沟的最佳位置；

S3、将预埋试验管道埋入隔振沟后，利用强夯机对夯击点A进行夯击，利用动态采集系统对预埋试验管道的三个方向的振动速度进行监测和记录，并通过记录的数据绘制三个方向的振动速度随传播距离变化曲线，得到Z方向的振动最明显，其中，预埋试验管道包括铸铁管和PVC管；

S4、利用动态采集系统分别对铸铁管和PVC管的不同部位进行动态应变测量，绘制出铸铁管和PVC管的不同部位振动过程中的应变对比曲线，得到铸铁管受强夯振动作用影响较大。

所述测振系统包括三向速度传感器、爆破振动测振仪和计算机，三向速度传感器与爆破振动测振仪相连接，爆破振动测振仪与计算机相连接，计算机与打印机相连接；计算机内配置有软件分析模块，软件分析模块与爆破振动测振仪相连接。

所述夯击点A对应的测试点的选取方法为：以夯击点A为中心，离夯击点A的距离m处的点作为第一个测试点，离夯击点A的距离2m处的点作为第二个测试点，直至选取了k个测试点，第k个测试点离夯击点A的距离为m，且第k个测试点的三个方向上的振动速度小于阈值T。

所述动态采集系统包括采集仪和应变调理器，采集仪和应变调理器均与计算机相连接，采集仪分别设置在铸铁管和PVC管上，应变调理器分别设置在铸铁管和PVC管上。