GB/T 50269-2015 地基动力特性测试规范
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 4 模型基础动力参数测试

4.6 地基动力参数的换算

4.6.1 当模型基础现场实测得出的地基动力参数,用于机器基础的振动和隔振的设计时,应根据机器基础的设计情况换算成设计采用的地基动力参数。

由于地基动力参数值与基础底面积大小、基础高度、基底应力、基础埋深等有关,而模型基础的面积大小、基础高度、基底应力、基础埋深与设计的实际动力机器基础在这些方面都不可能相同。因此由试验模型基础实测得到的地基动力参数应用于机器基础的振动和隔振设计时,必须进行相应的换算后,才能提供给设计应用。

4.6.2 由明置块体基础测试取得的地基抗压、抗剪、抗弯、抗扭刚度系数以及由明置桩基础测试取得的抗剪、抗扭刚度系数,应乘以基础底面积与基础底面静压力的换算系数,换算系数应按下式计算:

式中:η———基础底面积与基础底面静压力的换算系数;

A0———模型基础底面积(m2);

Ad———设计基础底面积(m2);

P0———模型基础底面静压力(kPa);

Pd———设计基础底面静压力(kPa)。

注:1 当Ad>20m2时,应取Ad=20m2

2 当Pd>50kPa时,应取Pd=50kPa。

4.6.3 基础埋深对设计基础的地基抗压、抗剪、抗弯、抗扭刚度的提高系数应按下列公式计算:

式中:αz———基础埋深对地基抗压刚度的提高系数;

αx———基础埋深对地基抗剪刚度的提高系数;

αφ———基础埋深对地基抗弯刚度的提高系数;

αψ———基础埋深对地基抗扭刚度的提高系数;

Kz0———明置模型基础的地基抗压刚度(kN/m);

Kx0———明置模型基础的地基抗剪刚度(kN/m);

Kφ0———明置模型基础的地基抗弯刚度(kN·m);

Kψ0———明置模型基础的地基抗扭刚度(kN·m);

———埋置模型基础的地基抗压刚度(kN/m);

———埋置模型基础的地基抗剪刚度(kN/m);

———埋置模型基础的地基抗弯刚度(kN·m);

———埋置模型基础的地基抗扭刚度(kN·m);

δ0———模型基础的埋深比;

δd———设计块体基础或桩基础的埋深比;

ht———模型基础的埋置深度(m);

hd———设计基础的埋置深度(m)。

基础四周的填土能提高地基刚度系数,并随基础埋深比的增大而增加,因此应将模型基础实测的地基刚度系数乘以基础埋深提高系数,进行修正后的地基刚度系数,才能用于设计有埋置的动力机器基础。桩基的抗剪、抗扭刚度系数值,换算方法可与模型块体基础的相同。

4.6.4 由明置模型基础测试的地基竖向、水平回转向第一振型和扭转向阻尼比,应按下列公式换算成设计采用的阻尼比:

式中:———明置模型基础的地基竖向阻尼比;

———明置模型基础的地基水平回转向第一振型阻尼比;

———明置模型基础的地基扭转向阻尼比;

———明置设计基础的地基竖向阻尼比;

———明置设计基础的地基水平回转向第一振型阻尼比;

———明置设计基础的地基扭转向阻尼比;

ξ———与基础的质量比有关的换算系数;

mf———模型基础的质量(t);

md———设计基础的质量(t);

mr———模型基础的质量比;

mdr———设计基础的质量比;

ρ———地基的质量密度(t/m3)。

基础下地基的阻尼比随基底面积的增大而增加,并随基底静压力的增大而减小,因此由模型基础试验得出的阻尼比用于设计动力机器基础时,应将测试基础的质量比换算为设计基础的质量比后才能用于机器基础的设计。

4.6.5 基础埋深对设计基础地基的竖向、水平回转向第一振型和扭转向阻尼比的提高系数,应按下列公式计算:

式中:βz———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;

βψ———基础埋深对扭转向阻尼比的提高系数;

———埋置测试的模型基础的地基竖向阻尼比;

———埋置测试的模型基础的地基水平回转向第一振型阻尼比;

———埋置测试的模型基础的地基扭转向阻尼比。

基础四周的填土能提高地基的阻尼比,并随基础埋深比的增大而增加,因此按设计基础的埋深比进行修正后的阻尼比,才能用于设计有埋置的动力机器基础。

4.6.6 当计算机器基础的固有频率时,由明置模型基础测试取得的地基参加振动的当量质量,应乘以设计基础底面积与模型基础底面积的比值。

基础振动时地基土参振质量值,与基础底面积的大小有关,因此由模型块体基础在明置时实测幅频响应曲线计算的地基参振质量,应换算为设计基础的底面积后才能应用于设计。

4.6.7 由2根或4根桩的桩基础测试取得的单桩抗压刚度,当设计的桩基础超过10根桩时,应分别乘以群桩效应系数0.75或0.90。

由于桩基的刚度,与试验时的桩数有关,根据2根桩桩基实测幅频响应曲线计算的1根桩的抗压刚度与4根桩桩基础测试资料计算的1根桩的抗压刚度相比,前者为后者的1.3倍,与6根桩桩基础测试资料计算的抗压刚度相比,为1.36倍。桩数再增加时,其变化逐渐减小,做测试桩基础的桩数规定为2根桩,根据工程需要,也可能做2根桩和4根桩的桩基础振动测试。因此本条规定由2根或4根桩的桩基础测试资料计算的抗压刚度值,应分别乘以群桩效应系数0.75或0.90后,才能提供给设计群桩基础应用。