[发明专利]一种强夯施工振动对周边建筑物影响安全距离的计算方法

摘要

本发明公开了一种强夯施工振动对周边建筑物影响安全距离的计算方法，包括以下步骤：⑴在瑞雷波理论的基础上考虑强夯振动衰减特点，推导建立强夯施工振动对周边建筑物影响安全距离的计算模型⑵应用最小二乘法对试验数据进行线性拟合求解，得到几何衰减指数α与当量系数k的值。通过在相同场地介质条件下大量实验数据的统计分析，得到几何衰减指数α和当量系数k的参考值；⑶将容许振动速度峰值Vz代入公式求解得到强夯施工振动对周边建筑物影响的安全距离R。本发明的计算模型更符合强夯振动传播与衰减规律，计算结果安全可靠，可以实现在无场地试夯监测的情况下，对强夯施工振动对周边建筑物影响的安全距离进行快速准确计算。

主权项

1.一种强夯施工振动对周边建筑物影响安全距离的计算方法，其特征在于包括以下步骤：S1：采用位移法表示的波动方程：式中：ρ—质点的质量密度；λ、μ—拉梅常数；—在作用下质点振动位移矢量；—力矢量；θ—体变应变，—拉普拉斯算子，S2：对公式⑴两边分别取散度，由于得：S3：对公式⑴两边分别取旋度(rot)，rotgradθ＝0，得：令公式⑶写为：S4：将和分别分解为无旋的矢量和无散的矢量，得：式中：和分别为的标量位和矢量位；S5：令把公式⑸分别代入公式⑵和公式⑷，波动方程表述为：S6：令位函数公式⑹写成：S7：由公式⑺、公式⑻和公式⑸得到质点的水平和垂直位移为：S8：公式⑺和公式⑻解的形式写为：ψ(x,z,t)＝Ψ(z)e^[ik(x‑Vt)]          公式⒁式中：k为瑞雷波波数，S9：将公式⒀代入公式⑼、公式⒁代入公式⑽，得到瑞雷波位移函数的振幅函数Φ(z)和Ψ(z)的具体形式如下：式中：A₁、B₁、A₂、B₂为常数；S10：当z→∞时，波动的振幅为有限值，令A₁＝B₁＝0，将A₂、B₂换为A、B，则公式⒂、公式⒃写为：式中：V是一个待定的恒量；S11：令T_zz和T_xz分别为界面上的轴向应力和切向应力，则有：T_zz|z＝0＝0，T_xz|z＝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可知将其代入公式(21)并取实部,得：式中：D＝Ak，D为任意常数；S14：公式(22)两边对时间t求导，得到各质点的速度：式中：V_k＝DV_R；为径向深度系数；为竖向深度系数；S15：由公式(23)得到场地各点的振动速度峰值，取竖向振动速度峰值，即获得强夯施工振动对周边建筑物影响安全距离的计算模型如下：式中：V_z—容许振动速度峰值；V₀—振源的速度峰值，g为重力加速度，h为夯锤落距；γ_z—竖向深度系数；R—安全距离；D—夯锤直径；α—几何衰减指数；k—当量系数。