GBT 50269-1997 地基动力特性测试规范

建标工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统中中华人民共和国国家标准地基动力特性测试规范发布实施国家技术监督局中华人民共和国建设部联合发布工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统中华人民共和国国家标准地基动力特性测试规范主编部门中华人民共和国机械工业部批准部门中华人民共和国建设部施行日期年月日北京工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统关于发布国家标准地基动力特性测试规范的通知建标号根据国家计委计综号文的要求由机械工业部会同有关部门制订的地基动力特性测试规范已经有关部门会审现批准地基动力特性测试规范为推荐性国家标准自一九九八年五月一日起施行本标准由机械工业部负责管理具体解释等工作由机械工业部研究院负责出版发行由建设部标准定额研究所负责组织中华人民共和国建设部一九九七年九月十二日工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统目次总则术语符号术语符号基本规定激振法测试一般规定设备和仪器测试前的准备工作测试方法数据处理地基动力参数的换算振动衰减测试一般规定测试方法数据处理地脉动测试一般规定设备和仪器测试方法数据处理波速测试一般规定设备和仪器测试方法数据处理工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统循环荷载板测试一般规定设备和仪器测试前的准备工作测试方法数据处理振动三轴和共振柱测试一般规定设备和仪器测试方法数据处理附录激振法测试地基动力参数计算表附录振动衰减测试记录表附录波速测试记录表附录循环荷载板测试记录表附录振动三轴和共振柱测试记录表附录本规范用词说明附加说明工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统总则为了统一地基动力特性的测试方法确保测试质量为工程设计提供可靠的动力参数制订本规范本规范适用于各类建筑物和构筑物的天然地基和人工地基的动力特性测试地基动力特性的测试应根据工程的实际需要采用下列一种或几种测试方法在分析比较的基础上确定地基动力参数对于动力机器基础设计所需的地基动力参数必须采用激振法测试激振法测试振动衰减测试地脉动测试波速测试循环荷载板测试振动三轴和共振柱测试地基动力特性测试除应符合本规范的规定外尚应符合国家现行有关标准规范的规定工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统术语符号术语水平回转耦合振动基础沿一水平轴平移并绕另一水平轴同时产生回转振动的耦合振动地脉动由气象海洋地壳构造活动的自然力和交通等人为因素所引起的地球表面固有的微弱微米级振动压缩波介质中质点的位移方向平等于波传播方向的波剪切波介质中质点的位移方向垂直于波传播方向的波破坏振次试样达到破坏标准所需的等幅循环应力作用次数动强度比试样面上的动剪强度与初始法向有效应力的比值振次比动应力作用下的振次与破坏振次的比值动孔压比在循环应力作用下试样的孔隙水压力增量与侧向有效固结应力的比值动剪应力比试样面上的动剪应力与侧向有效固结应力的比值工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统动剪变模量比对应于某一剪应变幅的动剪变模量与同一固结应力条件下的最大动剪变模量的比值符号作用和作用效应基础竖向振动的共振振幅基础水平回转耦合振动第一振型共振峰点水平振幅基础水平回转耦合振动第一振型共振峰点竖向振幅基础扭转振动共振峰点水平振幅基础有阻尼固有频率基础竖向振动的共振频率基础水平回转耦合振动第一振型共振频率基础竖向无阻尼固有频率基础水平回转耦合振动第一振型无阻尼固有频率基础水平向无阻尼固有频率基础回转无阻尼固有频率基础扭转振动的共振频率基础扭动振动无阻尼固有频率试样系统扭转振动的共振频率试样系统纵向振动的共振频率计算指标地基抗压刚度地基抗剪刚度地基抗弯刚度地基抗扭刚度工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统单桩抗压刚度桩基抗弯刚度地基竖向阻尼比地基水平回转向第一振型阻尼比地基扭转向阻尼比测试基础的质量基础竖向振动的参振总质量包括基础激振设备和地基参加振动的当量质量基础水平回转耦合振动的参振总质量包括基础激振设备和地基参加振动的当量质量基础扭转振动的参振总质量包括基础激振设备和地基参加振动的当量质量压缩波波速剪切波波速瑞利波波速地基能量吸收系数地基的动泊松比地基的质量密度地基的动弹性模量地基的剪变模量试样剪应变模幅试样轴应变幅试样扭转向阻尼比试样纵向阻尼比试样轴向动应力幅平均有效主应力有效大主应力有效小主应力工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统潜在破裂面上的初始法向有效应力潜在破裂面上的初始剪应力潜在破裂面上的动强度潜在破裂面上的地震总应力抗剪强度试样面上的动强度比加荷时地基变形量卸荷时地基塑性变形量地基弹性变形量几何参数测试基础底面积试样直径测试基础高度基础重心至基础顶面的距离基础重心至基础底面的距离基础重心至激振器水平扰力的距离试样高度测试基础的埋置深度基础底面对通过其形心轴的惯性矩基础底面对通过其形心轴的极惯性矩基础底面对通过其重心轴的转动惯量基础底面对通过其重心轴的极转动惯量计算参数基础埋深对地基抗压刚度的提高系数基础埋深对地基抗剪刚度的提高系数基础埋深对地基抗弯刚度的提高系数基础埋深对地基抗扭刚度的提高系数基础埋深对竖向阻尼比的提高系数基础埋深对水平回转向第一振型阻尼比的提高系数工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统基础埋深对扭转向阻尼比的提高系数测试基础的埋深比与基础底面积及底面静应力有关的换算系数工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统基本规定地基动力特性现场测试时应具备下列资料建筑场地的地质勘察资料建筑场地的地下管道电缆等的平面图和纵剖面图建筑场地及其邻近的干扰振源地基动力特性测试前应根据选定的测试方法制订测试方案测试方案宜包括下列内容测试目的及要求测试荷载加载方法和加载设备测试内容具体方法和测点仪器布置图数据处理方法激振法测试时应有预埋螺栓或预留螺栓孔的位置图现场测试时测试设备仪器均应有防风防雨雪防晒和防摔等保护措施测试场地应避开外界干扰振源测点应避开水泥沥青路面地下管道和电缆等测试报告应包括原始资料测试结果分析意见和测试结论等内容工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统激振法测试一般规定本章适用于强迫振动和自由振动测试天然地基和人工地基的动力特性为机器基础的振动和隔振设计提供动力参数属于周期性振动的机器基础应采用强迫振动测试除桩基外天然地基和其它人工地基的测试应提供下列动力参数地基抗压抗剪抗弯和抗扭刚度系数地基竖向和水平回转向第一振型以及扭转向的阻尼比地基竖向和水平回转向以及扭转向的参振质量桩基应提供下列动力参数单桩的抗压刚度桩基抗剪和抗扭刚度系数桩基竖向和水平回转向第一振型以及扭转向的阻尼比桩基竖向和水平回转向以及扭转向的参振质量基础应分别做明置和埋置两种情况的振动测试对埋置基础其四周的回填土应分层夯实激振法测试时除应具备本规范第条规定的有关资料外尚应具备下列资料机器的型号转速功率等设计基础的位置和基底标高当采用桩基时桩的截面尺寸和桩的长度及间距测试结果应包括下列内容测试的各种幅频响应曲线工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统地基动力参数的试验值可根据测试成果按本规范附录第条的格式计算确定地基动力参数的设计值可按本规范附录第条的格式计算确定设备和仪器强迫振动测试的激振设备应符合下列要求当采用机械式激振设备时工作频率宜为当采用电磁式激振设备时其扰力不宜小于自由振动测试时竖向激振可采用铁球其质量宜为基础质量的传感器宜采用竖直和水平方向的速度型传感器其通频带应为阻尼系数应为电压灵敏度不应小于最大可测位移不应小于放大器应采用带低通滤波功能的多通道放大器其振幅一致性偏差应小于相位一致性偏差应小于折合输入端的噪声水平应低于电压增益应大于采集与记录装置采用多通道数字采集和存储系统其模转换器位数不宜小于位幅度畸变小于电压增益不宜小于数据分析装置应具有频谱分析及专用分析软件功能其内存不应小于硬盘内存不应小于并应具有抗混淆滤波加窗及分段平滑等功能仪器应具有防尘防潮性能其工作温度应在范围内测试仪器应每年在标准振动台上进行系统灵敏度系数的标定以确定灵敏度系数随频率变化的曲线工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统测试前的准备工作块体基础的尺寸应采用其数量不宜少于个当根据工程需要曜体数量超过个时超过部分的基础可改变其面积或高度桩基础采用根桩桩间距应取设计桩基础的间距桩台边缘至桩轴的距离可取桩间距的桩台的长宽比应为其高度不宜小于当需做不同桩数的对比测试时应增加桩数及相应桩台的面积测试基础应置于设计基础工程的邻近处其土层结构宜与设计基础的土层结构相类似测试基础的混凝土强度等级不宜低于基坑坑壁至测试基础侧面的距离应大于坑底应保持测试土层的原状结构坑底面应保持水平面测试基础的制作尺寸应准确其顶面应随捣随抹平当采用机械式激振设备时地脚螺栓的埋置深度应大于地脚螺栓或预留孔在测试基础平面上的位置应符合下列要求当做竖向振动测试时激设备的竖向扰力应与基础的重心在同一竖直线上当做水平振动测试时水平扰力宜在基础沿长度方向的轴线上测试方法强迫振动安装机械式激振设备时应将地脚螺栓拧紧在测试过程中螺栓不应松动安装电磁式激振设备时其竖向扰力作用点应与测试基础的重心在同一竖直线上水平扰力作用点宜在基础水平轴线侧面132213(a)机械式激振设备(b)电磁式激振设备工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统的顶部竖向振动测试时应在基础顶面沿长度方向轴线的两端各布置一台竖向传感器见图图激振设备及传感器的布置图激振设备传感器测试基础水平回转振动测试时激振设备的扰力应为水平向在基础顶面沿长度方向轴线的两端各布置一台竖向传感器在中间布置一台水平向传感器扭转振动测试时应在测试基础上施加一个扭转力矩使基础产生绕竖轴的扭转振动传感器应同相位对称布置在基础顶面沿水平轴线的两端其水平振动方向应与轴线垂直幅频响应测试时激振设备的扰力频率间隔在共振区外不宜大于在共振区内应小于共振时的振幅不宜大于输出的振动波形应采用显示器监视待波形为正弦波时方可进行记录工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统自由振动竖向自由振动的测试可采用铁球自由下落冲击测试基础顶面的中心处实测基础的固有频率和最大振幅测试次数不应少于次水平回转自由振动的测试可水平冲击测试基础水平轴线侧面的顶部实测基础的固有频率和最大振幅测试次数不应少于次传感器的布置应与强迫振动测试时的布置相同数据处理强迫振动数据处理时应作富氏谱或功率谱各通道采样点数宜取采样频率应符合采样定理分段平滑段数不宜小于并宜加窗函数处理数据处理结果应得到下列幅频响应曲线竖向振动为基础竖向振幅随频率变化的幅频响应曲线曲线水平回转耦合振动为基础顶面测试点沿轴的水平振幅随频率变化的幅频响应曲线曲线及基础顶面测试点由回转振动产生的竖向振幅随频率变化的幅频响应曲线曲线扭转振动为基础顶面测试点在扭转扰力矩作用下的水平振幅随频率变化的幅频响应曲线曲线地基竖向阻尼比应在幅频响应曲线上选取共振峰峰点和以下不少于三点的频率和振幅见图图按下列公式计算工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统式中地基竖向阻尼比由第点计算的地基竖向阻尼比基础竖向振动的共振频率基础竖向振动的共振振幅在幅频响应曲线上选取的第点的频率在幅频响应曲线上选取的第点的频率所对应的振幅注上述公式适用于变扰力对于常扰力地基竖向阻尼比的计算公式与之相同只需将公式改为即可图变扰力的幅频响应曲线工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统图常扰力的幅频响应曲线基础竖向振动的参振总质量应按下列公式计算当为变扰力时当为常扰力时式中基础竖向振动的参振总质量包括基础激振设备和地基参加振动的当量质量当大于基础质量的倍时应取等于基础质量的倍激振设备旋转部分的质量激振设备旋转部分质量的偏心距电磁式激振设备的扰力工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统基础竖向无阻尼固有频率地基的抗压刚度系数单桩抗压刚度和桩基抗弯刚度应按下列公式计算当为变扰力时式中地基抗压刚度地基抗压刚度系数单桩抗压刚度桩基抗弯刚度第根桩的轴线至基础底面形心回转轴的距离桩数当为常扰力时地基抗压刚度系数单桩抗压刚度和桩基抗弯刚度应按公式计算地基抗压刚度可按下式计算地基水平回转向