辽宁省地方标准 八、动力机器基础 地基动力特性测试规程 Specifications for suhsoil dynamic pyoperty test of dynamic machinc foundation DB21/T1564. 8 -2007 主编单位:辽宁有色勘察研究院 批准部门:辽宁省建设厅 施行日期: 2∞8年01月12日 2∞7沈阳 1总则 1. 0.1 为了统一动力机器基础地基动力特性的测试方法， 确保测试结果的科学性、可靠性，为动力机器摹础设计提供准确 的地基土动力参数，特制定本规程。 1. O. 2 为满足动力机器基础的设计要求，地基土动力参数 的测试应采用激振法试验。对于产生简谐振动的动力机器，宜采 用强迫振动试验法，对于冲击式的机器，宜采用自由振动试验 法。 1. O. 3 本规程适用以下各类机器基础的设计: l 活塞式(曲柄遥杆式)压缩机、空气压缩机等: 2 旋转式机器，包括透平氧压机、透平空压机、透平膨胀 机和螺杆压缩机等; 3 汽轮机组和电机; 4 破碎机、磨机; 5 冲击式机器，如锻锤、落锤; 6 热模压缩机; 7 金属切削机床。 1. 0.4 为确保提供的动力机器基础设计参数的科学性、可 靠性，应根据设计要求，在条件允许的情况下，结合地基土波速 测试结果或循环荷载试验结果及室内动三轴和共振柱测试结果进 行综合评价。 t. O. 5 地基士动力特性的测试，除应符合本规程的规定之 外，尚应根据设计要求确定试验基础的尺寸和选择试验方法。 • 182 • 2 术语、符号 2.1 术语 2.1.1 强迫振动测试 对试验基础施加简谐扰力，测定基础在各种频率下的振幅和 基组的共振频率，确定地墓胡力特性的各种参数的试验。 2.1.2 自由振动测试 对试验基础施加瞬时冲击荷载，使试验基础及地基同时产生 振动，测定其振幅和共振频率，确定地基动力特性的各种参数的 试验。 2.1.3 地基刚度 地基抵抗变形的能力，其值为施加于地基上的力(力矩) 与它引起的线变形(角变形)之比。 2. 1.4 基组 动力机器基础和基础上的机器及附属设备、填土的总称。 2.1.5 水平回转搞合振动 基础沿一水平轴平移，并绕另一水半轴同时产生回转振动的 捐合振荡 lJ。 2.2 符号 2.2.1 作用和作用响应 pz-激振器!再向扰力 pχ一激振器水平扰力 Az 基组坚向振动振幅 Ax-基组水平向振动振幅 Aψ二基组回转振动角{立移 Aqr-基组扭转振动角位移 . 183 . A呻一水平回转藕合振动基础顶面坚向振动振幅 11x.一水平回转搞合振动基础顶田水平向振动振幅 .4" 基组竖向振动的共振振幅 Am'一基组水平囚转搞合振动第一酝型共振峰点的水平振幅 A叩i一基组水平回转搞合振动第一振型共振峰点竖向振幅 A，呻一基组扭转振动共振峰点水平振幅 f.，一基组有阻尼固有频率 ，正iI一基组水平回转搞合振动第一振型有阻尼固有频率 fm←基组竖向振动的共振频率 人I一基组水平回转稿合振动第一振型共振频率 儿v基组扭转振动的共振频率 ;:t\一基组水平回转振动第一振型元阻尼固有频率 f旧一基组水平向无阻尼固有概率 1.斗-1在组回转向无阻尼固有频率 λv一基组扭转振动无阻尼固有频率 f-激振器激振频率 2.2.2 几何参数 A。一试验基础底面积 h一试验基础高度 hI-试验基础重心至基础顶面的距离 h2→试验基础重心至基础底面的距离 h3一试验基础重心至激振器水平扰 )J中心的距离 h]←试验基础的埋置深度 I一基础底面对通过形心铀的惯性矩 1，一基础底面对通过形心轴的极惯性矩 J一基础对通过重心轴的转动惯量 λ 基础对通过重心轴的极转动惯量 b一质量比 2.2.3 计算指标 Cz-天然地基抗压刚度系数 . 184 • C草一大然地基抗剪刚度系数 C'l' 天然地基抗弯刚度系数 C.，.→天然地基抗扭刚度系数 Kz一天然地基抗压刚度 扎一夭然地基抗弯刚度 Kx一天然地基抗剪刚度 Kψ 天然地墓抗扭刚度 Kn一柱基抗压刚度 Kp"，一桩基抗弯刚度 ι 天然地基竖向阻尼比 5哼1一天然地基水平回转嘱合振动第一振型阻尼比 乌2一天然地基水平回转稠合振动第三振型阻尼比 (.，.一天然地基扭转振动阻尼比 ι一桩基竖向振动阻尼比 5呻1一桩基水平回转搞合振功第一振型阻尼比 ιz 桩基水平回转摘合振动第二振型阻尼比 (.p 桩基扭转振动阻尼比 mf一试验基础的质量 mz一基组竖向振动的质量，包括基础，激振设备和地基土的 附加质量 肌呻-一基组水平回转祸合振动的参振质量，包括基础、激振 设备和地基土的附加质量 2.2.4 计算系数及其他 αz一基础埋深对地基抗压刚度的提高系数 α呼一基础理深对地基抗剪、抗弯和抗扭刚度的提高系数 β一基础埋深对竖向阻尼比的提高系数 β坪1一基础理深对水平回转摘合振动第一振型阻尼比的提高 系数 • ] 85 . 3 仪器设备 3.0.1 地基动力特性的测试仪器与设备由激振设备、无细 调频装置、拾振器和数据采集分析装置组成。 3.0.2 进行强迫振动试验肘，激振器扰力作用方向应与所 需测定的指标相适应，扰力的选择应使基础振动加速度小于重力 加速度的 1/50散振设备应符合 F歹IJ要求: l 采用机械式激振器试验时，其扰力称之为坐扰力，工作 频率宜为 3-60恤，能产生单一的垂直或水平简谐振动; 2 采用电磁式撤振器时，其扰力称之为甫抗力，其扰力的 大小不宜小于 6∞No 3. 0.3 进行自由振动试验时，可采用铁球激振，铁球的重 量宜控制在试验基础重量的 11100-11150之间。 3.0.4 拾振器宜采用垂直、水平两用速度型传感器，其通 频带应为 2-80Hz，阻尼系数为 0.65-0.70，电!王灵敏度不应小 于30V.S/m，最大可测位移不应小于 0.5mm o 3. O. 5 放大器应采用低通滤波多道放大器，其振幅一致性 偏差小于 3%，相仿一致性偏差应小于 O.1 IlIS，于斤含输入端的噪 声水平应低于 2μV，电压增量应大于 80dBυ 3.0.6 数据采集与记录装置宜采用多通道数字采集和存储 系统，其模数转换器 (A/D) 1~数不宜小于 12位，幅度畸变宜 小r1. OdB，电压增量不宜小于 60dB o 3. O. 7 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 4.0MB，使盘内存不应小于 100MB，并应具有 抗混淆滤披、力日窗及分段平滑功能。 3. O. 8 测试仪器的使用应符合下列要求: 1 J合振器、放大器等仪器间的输入、输出阻抗应相匹配， 应采用屏蔽导线统一配套连接，保证电绝缘良好，并设置地线。 2测试仪器应具有防尘、防潮性能，其工作温度应在 . 186 • 一10-50"C范围内已在现场测试和运输过程中，对测试仪器应有 防雨、防 H岳和防振动等保护措施。 3 测试仪器应每年或每次使用前在国家计量部门的标准振 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。当仪器元件更换或检修仪器而影响灵敏度时，应重新 标定。仪器标定其振幅宜控制在 5x 1O-5m -1 x 1O-4m，频率变 化宜选用 2-60Hz，己录间隔一般可选用 2-3Hzo 4 测试方法 4.1 一般规寇 4.1.1 进行地基土动力特性的现场试验时，应取得下列资 料: l 机器的型号、转数、功率、规格，机器的扰力和扰 )J矩 及其方向等; 2 基础顶面和机器主轴最大允许振幅和最大振功加速度; 3 拟建动力机器基础的基础理式、尺寸及底而标|高，当采 用桩基设计时应提供桩的类型、桩的截面积、桩长和桩闯距，必 要时应提供承台的埋肯深度和顶面标高; 4 建筑场地的工程地质勘察资料，建筑场地的地下设施 (包括管道、电缆等)平面位置图; 5 建筑场地及邻近的干扰源。 4.1. 2 进行地基士动力特性试验之前，应根据确定的测试 方法制定测试方案，测试方案应包括下列内容: l 测试的依据、目的和要求: 2 试验点的选择，包括试验标高，试验基础(块体基础或 桩基)的平面布置图，必要时应明确对试验场地避开干扰游、或 隔振的要求: 3 明确扰力的施加方式和相应的试验设备和测试点的平面 • 187 • 布置; 4 采用强迫振动试验时，应提供试验基础预埋件的规格， 尺寸及平面布置图; 5 明确本次试验所使用的测试仪器的标定(检定)的计划 及日期; 6 明确试验场地的安全顶防措施。 4.1.3 试验士层要保持天然结构状态和强度，冬、雨季试 验应防止试验土层冻结和浸泡。 4.1.4 如果进行埋置基础试验，对基础周围的回填士应进 行分层至于实。 4.1.5 属于简谐振动的机器基础宜采用强迫振动试验，对 于冲击式机器基础可采用自由振动试验。 4.1.6 除桩基外，天然地基和其他人工地基的动力测试应 提供下列动力参数: l 地基抗压、抗剪、抗弯和抗扭刚度系数; 2 地基竖向和水平回转向第一振型及扭转向的阻尼比; 3 地基坚向、水平回转向和扭转向的参振质量。 4.1.7 桩基动力特性试验应提供下列动力参数: 1 单桩的抗压刚度; 2 桩基的抗剪、抗扭刚度系数; 3 桩基坚向和水平回转向第一振塑及扭转向的阻尼比; 4 桩基竖向和水平回转向及扭转向的参振质量。 4.1.8 测试结果应包括下列内容: l 测试的各种幅频响应曲线。 2 地墓士动力试验的测试指标和计算成果。可按本规程附 录A、附录 B规定的表格形式提供。 3 地基士动力参数的设计建议值。 4.2 试验准备 4.2.1 试验基础可采用 2.0mX 1. 5m x 1. Om的块