Если при некотором значении коэффициента затухания удается достичь удовлетворительного соответствия экспериментальным данным, то задача считается решенной. В противном случае варьируем скорость продольных волн для каждого слоя грунта. При этом каждое следующее i-е значение скорости выбирается следующим образом:
, i = 1, 2, 3,... (4.7)
Коэффициент d выбирается в зависимости от величины отношения из Таблицы 4.1.
Таблица 4.1
Выбор коэффициента d из выражения (4.7)
с_max/с_min | d |
<= 3 | кв.корень(с_max/с_min) |
<= 6 | корень 3 степени(с_max/с_min) |
> 6 | корень 4 степени(с_max/с_min) |
Здесь и - минимальная и максимальная скорости продольных волн для данного типа грунта (см. Приложение А).
Таким образом, в зависимости от значения имеем 3, 4 или 5 итераций по скорости продольных волн. Скорость поперечных волн при каждой итерации вычисляется по формуле (4.4) настоящих Правил с постоянным коэффициентом Пуассона. При необходимости на каждой итерации варьируется коэффициент затухания.
Если на некотором шаге достигается требуемая точность, задача оценки параметров считается решенной.
4.2.8 Если исходные данные по геологическому строению грунта в рассматриваемом районе отсутствуют, тогда из исходных данных исключается информация о стратификации, при этом дополнительными неизвестными параметрами являются число слоев (от 1 до 3) и толщина каждого слоя (общее число дополнительных параметров от 1 до 4). Анализ ведется начиная с простейшей однослойной модели, если при этом требуемая точность не достигается, осуществляется переход к двух- и трехслойным стратификациям. Выбор толщины каждого слоя осуществляется из учета характера поведения поля вибрации, полученного в эксперименте, на малом и большом расстоянии от источника.
Начальными значениями для скорости продольных волн выбирается величина с = 100 м/с, а для коэффициента затухания .
4.2.9 В случае наличия предварительной информации о геологическом строении верхней части грунта дополнительными исходными данными (параметрами) являются:
- тип стратификации, т.е. число слоев в верхней части грунта до глубины, определяемой выражением (4.3) с учетом п. 4.2.1 настоящих Правил;
- толщина каждого слоя;
- минимальная и максимальная величина скорости продольных волн для каждого слоя (Приложение А);
- минимальная и максимальная величина коэффициента затухания продольных волн для каждого слоя (Приложение А).
┌─────────────────────────────────────┐
┌───────────────┤ Задание предварительной модели │
│ │ стратификации │
│ └───────────────────┬─────────────────┘
│ │
│ │ ┌──────────────────────┐
│ нет │ │ │
│ ▼ ▼ │
│ ┌────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ Итеративный процесс выбора модели стратификации │ │
│ └────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ │
│ ┌───────────────────────────────────┐ │
│ │ Выбор начального приближения │ нет │
│ │ динамических параметров │ │
└──────────────►│ грунта │ │
└─────┬─────────────────────────────┘ нет │
│ ┌─────────────────────────────────────────┤
▼ ▼ │
┌──────────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │
│ Итеративный процесс │ │ Итеративный процесс │ ▲
│ определения коэффициента │ │ определения скорости │ │
│затухания бета = бета_min + ├─┤распространения продольных │ │
│ i Дельта бета, i = 1, 2, 3 │ │ волн │ │
│ │ │ с_i = c_min d(i) │ │
└──────────────────────────────┘ └─────┬─────────────────────┘ │
│ │
│ │
нет ▼ │
┌──────────────────────────────────────────┐ │
│ Сопоставление расчетных значений c │ │
│ экспериментальными данными ├───────────────┘
└──────────────────────┬───────────────────┘
│
▼ да
┌─────────────────────────────────────────────────┐
│ Результат: значения динамических параметров │
│ грунта для каждого слоя │
└─────────────────────────────────────────────────┘
Рисунок 4.1 - Блок-схема реализации алгоритма определения динамических параметров грунта. "Да" и "нет" означают соответственно выполнение и невыполнение условий совпадения расчетных и измеренных данных.
4.3 Получение исходной экспериментальной информации при определении параметров грунта
4.3.1 Средства измерений вибрации должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.4.012 и иметь действующее свидетельство о поверке.
4.3.2. Для измерения корректированного значения виброскорости следует применять средства измерений, обеспечивающие частотную коррекцию в вертикальном и горизонтальном направлениях для общей вибрации по ГОСТ 12.01.012.
4.3.3. Для выполнения частотного анализа следует применять аппаратуру, удовлетворяющую требованиям ГОСТ 17168. Рекомендуемый перечень современных цифровых анализаторов приведен в Приложении Д.
4.3.4 Допускается предварительная запись сигнала на измерительный магнитофон с последующей обработкой записанной информации.
4.3.5 Использование последовательности расчета 4.2.1 - 4.2.9 настоящих Правил основано на результатах измерений величин вибрации на разных расстояниях от стандартного источника на участке, на котором впоследствии предполагается прогнозирование вибрации от действующей, строящейся или проектируемой линии метрополитена. Общая методика получения экспериментальной информации должна включать следующие компоненты:
- описание аппаратуры, используемой в процессе измерений;
- описание процедуры измерений;
- описание способа представления полученных результатов;
- описание процедуры обработки результатов.
4.3.6 Стандартизованный источник вибрации на поверхности грунта должен удовлетворять следующим требованиям:
- в качестве источника используется стандартный взрывпакет мощностью 50 - 100 г тротилового эквивалента (далее - источник);
- источник помещается в скважине на глубину, соответствующую глубине закладки тоннеля метрополитена;
- в месте расположения источника скважина не должна иметь чугунной или железобетонной обсадной трубы;
- в случае, если проведение измерения без обсадной трубы невозможно, допускается использовать последнюю, предварительно определив ее акустический коэффициент передачи (снижение амплитуды вибрации на внешней поверхности трубы, контактирующей с грунтом);
- в плане место закладки источника должно быть удалено не более чем на 10 м от оси тоннеля.
4.3.7 Натурные измерения величин виброскорости должны удовлетворять следующим требованиям:
- измеряемыми величинами являются абсолютные эквивалентные значения вертикальных и горизонтальных компонент виброскорости;