ГОСТ 31185-2002 (ИСО 10815:1996) Вибрация. Измерения вибрации внутри железнодорожных туннелей при прохождении поездов

     4 Факторы, оказывающие влияние на вибрацию

4.1 Факторы, связанные с конструкцией туннеля

Динамические характеристики туннеля в значительной мере зависят от его геометрии, конструкции, глубины заложения и свойств грунта.

Туннель с внутренней облицовкой обычно представляет собой систему отдельных элементов (например, бетонная конструкция, вентиляционные каналы и т.д.), каждый из которых находится в контакте 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 и самых современных конструкций. Тип и состояние туннеля оказывают влияние на отклик конструкции на входное вибрационное воздействие.

4.1.2 Собственные частоты и коэффициенты демпфирования

Частоты, которые представляют интерес с точки зрения отклика конструкции туннеля на вибрационное воздействие, связаны, в основном, с характеристиками элементов этой конструкции. Фундаментальную частоту колебаний объемного резонатора - полости в толще породы, где расположен туннель, - в расчет можно не принимать. Собственные частоты элементов конструкции могут быть определены посредством:

- измерений отклика элементов туннеля в тот момент, когда они подвержены воздействию значительных 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, особенно 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 большим демпфированием.

4.1.3 Грунт

Грунт, окружающий туннель, оказывает значительное влияние на жесткость туннеля и его отклик на возбуждение. Поэтому влияние характеристик грунта следует принимать во внимание при расчетах прогнозируемой вибрации. Динамическое поведение грунта зависит от размеров его частиц, плотности, уровня подземных вод и уровня заложения туннеля, а также от амплитуды, частоты и продолжительности возбуждения.

4.2 Факторы, связанные с источником вибрации

Вибрация, создаваемая при прохождении поездов, может быть отнесена к одному из классов в зависимости от вида сигнала, его продолжительности и частотного диапазона (см. [1]).

Вид сигнала вибрации зависит от механических характеристик поезда, железнодорожного пути (далее - путь), контакта между колесами и рельсами, от массы и скорости движения поезда.

Частотный диапазон анализа зависит от распределения вдоль спектра вынуждающих сил и передаточной функции между источником вибрации и стенами или отделкой туннеля.

Частотные характеристики различных элементов туннеля укладываются в диапазон частот от 1 до 100 Гц.