ГОСТ 31185—2002
4 Факторы, оказывающие влияние на вибрацию
4.1 Факторы, связанные с конструкцией туннеля
Динамические характеристики туннеля в значительной мере зависят от его геометрии, конструк
ции. глубины заложения исвойств грунта.
Туннель с внутренней облицовкой обычно представляет собой систему отдельных элементов
(например, бетонная конструкция, вентиляционные каналы ит. д.), каждый из которых находится в кон
такте с грунтом. Частотные характеристики этих элементов так же. как и их связь с грунтом или горной
породой, могут быть различными.
4.1.1 Типы туннелей и их состояние
В настоящее время наблюдается большое разнообразие типов туннелей — как уже устаревших,
так исамых современныхконструкций. Тип и состояниетуннеля оказывают влияние наотклик конструк
ции на входное вибрационное воздействие.
4.1.2 Собственные частоты и коэффициенты демпфирования
Частоты, которые представляют интерес с точки зрения отклика конструкции туннеля на вибра
ционное воздействие, связаны, в основном, с характеристиками элементов этой конструкции. Фунда
ментальнуючастотуколебанийобъемного резонатора — полости в толще породы, где расположен тун
нель. — в расчет можно не принимать. Собственные частоты элементов конструкции могут быть
определены посредством:
- измерений отклика элементов туннеля в тот момент, когда они подвержены воздействию значи
тельных переходных процессов, вызываемых, например, забивкой свай или взрывом;
- возбуждения синусоидальной вибрации вибровозбудителем с одновременным измерением
амплитуды отклика.
Точное определение коэффициента демпфирования представляет собой сложную задачу, осо
бенно для туннелей, которые имеют как элементы с малым демпфированием (например, балки), так и
элементы, находящиеся в жестком непосредственном контакте с поверхностью туннеля, излучающие в
него энергию и. как следствие, обладающие большимдемпфированием.
4.1.3 Грунт
Грунт. окружающийтуннель, оказываетзначительноевлияние нажесткостьтуннеля иегооткликна
возбуждение. Поэтому влияние характеристик грунта следует принимать во внимание при расчетах
прогнозируемой вибрации. Динамическое поведение грунта зависитотразмеров его частиц, плотности,
уровня подземных водиуровня заложениятуннеля, атакже от амплитуды, частоты ипродолжительнос
ти возбуждения.
4.2 Факторы, связанные с источником вибрации
Вибрация, создаваемая при прохождении поездов, может быть отнесена к одному из классов в
зависимостиот вида сигнала, его продолжительности и частотногодиапазона (см. [1]).
Вид сигнала вибрации зависит от механических характеристик поезда, железнодорожного пути
(далее — путь), контакта между колесами и рельсами, от массы искоростидвижения поезда.
Частотный диапазон анализа зависит от распределения вдоль спектра вынуждающих сил и пере
даточной функции между источником вибрации и стенами или отделкой туннеля.
Частотныехарактеристики различныхэлементовтуннеля укладываются в диапазон частотот 1до
100 Гц.
5 Измеряемые параметры вибрации
Измеряемым параметром вибрации является ускорение или скорость.
В области низких частот предпочтительным является измерение скорости, в то время как для
более высоких частот особенности измерительной аппаратуры могут потребовать использования в
качестве измеряемого параметра вибрации ускорения.
6 Методы измерений
6.1 Расположение датчиков относительно железнодорожного пути
Рекомендуется выбиратьдля измерений прямой участок туннеля длиной по крайней мере 200 м.
Датчики должны быть размещены в удалении от мест видимых нарушений сплошности конструкции
(больших трещин, участков просачивания воды, перевода стрелок и пересечения путей), если только
2