GB/T 50269-2015 地基動力特性測試規范

UDC

中華人民共和國國家標準

GBT502692015

地基動力特性測試規范

Codeformeasurementmethodsof

dynamicpropertiesofsubsoil專用

人人文庫

20150827發布20160501實施

統一書號：1580242·836

中華人民共和國住房和城鄉建設部

定價：26.00元聯合發布

中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局

中華人民共和國國家標準

地基動力特性測試規范

Codeformeasurementmethodsof

dynamicpropertiesofsubsoil

GB/T50269-2015

主編部門：中國機械工業聯合會

批準部門：中華人民共和國住房和城鄉建設部專用

施行日期：2016年5月1日

人人文庫

中國計劃出版社

2015北京

書

中華人民共和國國家標準

地基動力特性測試規范專用

GB/T50269-2015

☆

中國計劃出版社出版

網址：

地址：北京市西城區木樨地北里甲11號國宏大廈C座3層

郵政編碼：100038電話：（010）63906433（發行部）

新華書店北京發行所發行

北京市科星印刷有限責任公司印刷

850mm×1168mm1/324.25印張107千字

2016年3月第1版2016年3月第1次印刷

☆

人人文庫統一書號：1580242·836

定價：26.00元

版權所有侵權必究

侵權舉報電話：（010）63906404

如有印裝質量問題，請寄本社出版部調換

中華人民共和國住房和城鄉建設部公告

第896號

住房城鄉建設部關于發布國家標準

《地基動力特性測試規范》的公告

現批準《地基動力特性測試規范》為國家標準專用，編號為

GB/T50269—2015，自2016年5月1日起實施。原《地基動力特

性測試規范》GB/T50269—97同時廢止。

本規范由我部標準定額研究所組織中國計劃出版社出版

發行。

中華人民共和國住房和城鄉建設部

2015年8月27日

人人文庫

前言

本規范是根據住房城鄉建設部《關于印發〈2010年工程建

設標準規范制訂、修訂計劃〉的通知》（建標〔2010〕43號）的要

求，由機械工業勘察設計研究院有限公司、中國機械工業集團有

限公司會同有關單位在原國家標準《地基動力特性測試規范》

GB/T50269—97的基礎上修訂完成的。

本規范在編制過程中，編制組經廣泛調查研究，認真總結實踐

經驗，參考有關國外先進標準規范，與國內相關標準規范協調，并

廣泛征求了意見，經反復討論、修改，最后經審查定稿專用。

本規范共分11章和1個附錄，主要技術內容包括：總則、術語

和符號、基本規定、模型基礎動力參數測試、振動衰減測試、地脈動

測試、波速測試、循環荷載板測試、振動三軸測試、共振柱測試、空

心圓柱動扭剪測試等。

本規范修訂的主要內容：

1.將原規范中第4章“激振法測試”改為“模型基礎動力參數

測試”，并根據計算機技術和測試儀器發展，對本章相應內容進行

了修改。

2.對原規范中基礎扭轉振動參振總質量的計算公式4.5.11-2

修改了一處錯誤人人文庫，并增加變擾力時基礎扭轉振動參振總質量計算

公式。

3.對波速測試內容作了重大修改，增加彎曲元法測試。按照

單孔法、跨孔法、面波法和彎曲元法分節制定相應規定，并根據當

前波速測試技術的發展對內容進行了擴充。

4.將振動三軸測試和共振柱測試分獨立章節編制。

5.增加空心圓柱動扭剪測試一章。

·1·

6.將原規范附錄A激振法測試地基動力參數計算表修訂為

附錄A地基動力特性測試方法，刪除原規范附錄B、附錄C、附錄

D、附錄E。

本規范由住房城鄉建設部負責管理，由中國機械工業聯合會

負責日常管理，由機械工業勘察設計研究院有限公司負責具體技

術內容的解釋。執行過程中如有意見或建議，請寄送機械工業勘

察設計研究院有限公司《地基動力特性測試規范》管理組（地址：陜

西省西安市新城區咸寧中路51號，郵政編碼：710043），以供修訂

時參考。

本規范組織單位、主編單位、參編單位、主要起草人和主要審

查人：

組織單位：中國機械工業勘察設計協會

主編單位：機械工業勘察設計研究院有限公司專用

中國機械工業集團有限公司

參編單位：中航勘察設計研究院有限公司

北京市勘察設計研究院有限公司

機械工業第六設計研究院

上海交通大學

溫州大學

主要起草人：鄭建國徐建錢春宇劉金光韓煊

王建剛陳龍珠蔡袁強徐輝

主要審查人：張建民化建新張同億楊宜謙任書考

人人文庫高廣運邢心魁馮志焱

·2·

目次

1總則…………………（1）

2術語和符號………………（2）

2.1術語……………………（2）

2.2符號……………………（3）

3基本規定…………………（13）

4模型基礎動力參數測試…………………（14）

4.1一般規定………………（14）

專用（）

4.2設備和儀器……………15

4.3模型基礎………………（15）

4.4測試方法………………（16）

4.5數據處理………………（17）

4.6地基動力參數的換算……（31）

5振動衰減測試……………（35）

5.1一般規定………………（35）

5.2測試方法………………（36）

5.3數據處理………………（37）

6地脈動測試………………（38）

6.1一般規定人人文庫………………（38）

6.2設備和儀器……………（38）

6.3測試方法………………（38）

6.4數據處理………………（39）

7波速測試…………………（40）

7.1單孔法…………………（40）

7.2跨孔法…………………（42）

·1·

7.3面波法…………………（44）

7.4彎曲元法………………（45）

8循環荷載板測試…………（47）

8.1一般規定………………（47）

8.2設備和儀器……………（47）

8.3測試前的準備工作………（47）

8.4測試方法………………（48）

8.5數據處理………………（49）

9振動三軸測試……………（51）

9.1一般規定………………（51）

9.2設備和儀器……………（51）

9.3測試方法………………（52）

專用（）

9.4數據處理………………53

10共振柱測試………………（59）

10.1一般規定………………（59）

10.2設備和儀器……………（59）

10.3測試方法………………（59）

10.4數據處理………………（60）

11空心圓柱動扭剪測試……（65）

11.1一般規定………………（65）

11.2設備和儀器……………（65）

11.3測試方法………………（66）

11.4數據處理人人文庫………………（66）

附錄A地基動力特性測試方法……………（70）

本規范用詞說明………………（71）

引用標準名錄…………………（72）

附：條文說明…………………（73）

·2·

Contents

1Generalprovisions………（1）

2Termsandsymbols………（2）

2.1Terms…………………（2）

2.2Symbols………………（3）

3Basicrequirements………（13）

4Dynamicparameterstestwithmodelfoundation……（14）

4.1Generalrequirements……（14）

專用（）

4.2Equipmentsandinstruments……………15

4.3Modelfoundation………（15）

4.4Testmethod……………（16）

4.5Dataprocessing…………（17）

4.6Correctiononfoundationdynamicparameters……………（31）

5Vibrationattenuationtest………………（35）

5.1Generalrequirements……（35）

5.2Testmethod……………（36）

5.3Dataprocessing…………（37）

6Micro-tremortest………（38）

6.1Generalre人人文庫quirements……（38）

6.2Equipmentsandinstruments……………（38）

6.3Testmethod……………（38）

6.4Dataprocessing…………（39）

7Wavevelocitytest………（40）

7.1Singleholemethod………（40）

7.2Crossholemethod………（42）

·3·

7.3Surfacewavemethod……（44）

7.4Bendingelementmethod…………………（45）

8Cyclicloadingboardtest………………（47）

8.1Generalrequirements……（47）

8.2Equipmentsandinstruments……………（47）

8.3Preparationworkbeforetest……………（47）

8.4Testmethod……………（48）

8.5Dataprocessing…………（49）

9Vibrationtriaxialtest……（51）

9.1Generalrequirements……（51）

9.2Equipmentsandinstruments……………（51）

9.3Testmethod……………（52）

專用（）

9.4Dataprocessing…………53

10Resonantcolumntest…………………（59）

10.1Generalrequirements…………………（59）

10.2Equipmentsandinstruments……………（59）

10.3Testmethod……………（59）

10.4Dataprocessing………（60）

11Hollowcylinderdynamictorsionalsheartest………（65）

11.1Generalrequirements…………………（65）

11.2Equipmentsandinstruments……………（65）

11.3Testmethod……………（66）

11.4Data人人文庫processing………（66）

AppendixATestmethodsofdynamicproperiesof

subsoil………（70）

Explainationofwordinginthiscode………（71）

Listofquotedstandards……（72）

Addition：Explanationofprovisions………（73）

·4·

1總則

1.0.1為了統一地基動力特性的測試方法，確保測試質量，為工

程建設提供可靠的動力參數，制定本規范。

1.0.2本規范適用于各類建筑物和構筑物的天然地基和人工地

基的動力特性測試。

1.0.3地基動力特性測試方法，應按附錄A的規定選用。

1.0.4地基動力特性測試，除應符合本規范外，尚應符合國家現

行有關標準的規定。專用

人人文庫

·1·

2術語和符號

2.1術語

2.1.1模型基礎modelfoundation

為現場動力參數測試而澆筑的混凝土塊體基礎或帶承臺的樁

基礎。

2.1.2地基剛度stiffnessofsubsoil

施加于地基上的力（力矩）與由它引起的線位移（角位移）

之比。

2.1.3振動線位移lineardisplacementofvibration專用

振動變形體上一點變形后從原來的位置到新位置的連線

距離。

2.1.4地脈動micro-tremor

由氣象、海洋、地殼構造活動的自然力和交通等人為因素所引

起的地球表面固有的微弱振動。

2.1.5場地卓越周期predominantperiodofsite

場地巖土振動而出現的最大振幅的周期。

2.1.6壓縮波compressionwave

介質中質點的運動方向平行于波傳播方向的波。

2.1.7剪切波人人文庫shearwave

介質中質點的運動方向垂直于波傳播方向的波。

2.1.8瑞利波Rayleighwave

沿半無限彈性介質自由表面傳播的偏振波。

2.1.9彎曲元法bendingelementmethod

將壓電陶瓷彎曲元應用于測試土體波速等參數的方法。

2.1.10破壞振次numberofcyclestocausefailure

·2·

試樣達到破壞標準所需的等幅循環應力作用次數。

2.1.11動強度比ratioofdynamicshearstrength

圓柱狀試樣45°面上的動剪強度與初始法向有效應力的

比值。

2.1.12振次比cycleratio

動應力作用下的振次與破壞振次的比值。

2.1.13動孔壓比ratioofdynamicporepressure

在循環應力作用下試樣的孔隙水壓力增量與側向有效固結應

力的比值。

2.1.14動剪應力比ratioofdynamicshearstress

試樣45°面上的動剪應力與側向有效固結應力的比值。

2.1.15動剪切模量比ratioofdynamicshearmodulus

對應于某一剪應變幅的動剪切模量，與同一固結應力條件下專用

的最大動剪切模量的比值。

2.2符號

2.2.1作用和作用效應：

d———為0.707基礎水平回轉耦合振動第一振型共振頻率所

對應的水平線位移；

d0———振源處的振動線位移；

db———基礎底面的水平振動線位移；

df1———第1周的振動線位移；

———

di人人文庫在幅頻響應曲線上選取的第i點的頻率所對應的振動

線位移；

dm———基礎豎向振動的共振振動線位移；

dmax———基礎最大振動線位移；

dm1———基礎水平回轉耦合振動第一振型共振峰點水平振動線

位移；

dmψ———基礎扭轉振動共振峰點水平振動線位移；

·3·

dn+1———第n+1周的振動線位移；

dr———距振源的距離為r處的地面振動線位移；

dx———基礎重心處的水平振動線位移；

dxφ———基礎頂面的水平振動線位移；

dxφ1———第1周的水平振動線位移；

dxφ———第n+1周的水平振動線位移；

n+1

dxψ———為0.707基礎扭轉振動的共振頻率所對應的水平振動

線位移；

dz———試樣頂端的軸向振動線位移幅；

dzφ———基礎水平回轉耦合振動第一振型共振峰點豎向振動線

位移；

dzφ———第1臺傳感器測試的基礎水平回轉耦合振動第一振型

1

共振峰點豎向振動線位移；專用

dzφ———第2臺傳感器測試的基礎水平回轉耦合振動第一振型

2

共振峰點豎向振動線位移；

d1———幅頻響應曲線上選取的第一個點對應的振動線位移；

d2———幅頻響應曲線上選取的第二個點對應的振動線位移；

fat———無試樣時激振壓板系統扭轉向共振頻率；

fal———無試樣時激振壓板系統軸向共振頻率；

fd———基礎有阻尼固有頻率；

fd1———基礎水平回轉耦合振動第一振型有阻尼固有頻率；

fi———在幅頻響應曲線上選取的第i點的頻率；

———；

fm人人文庫基礎豎向振動的共振頻率

fm1———基礎水平回轉耦合振動第一振型共振頻率；

fmψ———基礎扭轉振動的共振頻率；

fnz———基礎豎向無阻尼固有頻率；

fn1———基礎水平回轉耦合振動第一振型無阻尼固有頻率；

fnx———基礎水平向無阻尼固有頻率；

fnφ———基礎回轉無阻尼固有頻率；

·4·

fnψ———基礎扭轉振動無阻尼固有頻率；

f0———激振頻率；

ft———試樣系統扭轉振動的共振頻率；

fl———試樣系統軸向振動的共振頻率；

ωmψ———基礎扭轉振動固有圓頻率；

ωn1———基礎水平回轉耦合振動第一振型無阻尼固有圓頻率

（rad/s）；

ω1———幅頻響應曲線上選取的第一個點對應的振動圓頻率

（rad/s）；

ω2———幅頻響應曲線上選取的第二個點對應的振動圓頻率

（rad/s）。

2.2.2計算指標：

———；專用

cd總應力抗剪強度中的動凝聚力

E———地基彈性模量；

Edmax———最大動彈性模量；

Gdmax———最大動剪切模量；

Kz———地基（或樁基）抗壓剛度；

Kz0———明置模型基礎的地基抗壓剛度；

K′z0———埋置模型基礎的地基抗壓剛度；

Kx———地基抗剪剛度；

Kx0———明置模型基礎的地基抗剪剛度；

K′x0———埋置模型基礎的地基抗剪剛度；

K———；

φ人人文庫地基抗彎剛度

Kφ0———明置模型基礎的地基抗彎剛度；

K′φ0———埋置模型基礎的地基抗彎剛度；

Kψ———地基抗扭剛度；

Kψ0———明置模型基礎的地基抗扭剛度；

K′ψ0———埋置模型基礎的地基抗扭剛度；

Kpz———單樁抗壓剛度；

·5·

Kpφ———樁基抗彎剛度；

ma———試樣頂端激振壓板系統的質量；

md———設計基礎的質量；

mdr———設計基礎的質量比；

mf———模型基礎的質量；

mr———模型基礎的質量比；

ms———試樣的總質量；

mz———基礎豎向振動的參振總質量（包括基礎、激振設備和地

基參加振動的當量質量）；

mxφ———基礎水平回轉耦合振動的參振總質量（包括基礎、激振

設備和地基參加振動的當量質量）；

mψ———基礎扭轉振動的參振總質量（包括基礎、激振設備和地

基參加振動的當量質量）；專用

m0———激振設備旋轉部分的質量；

m1———重錘的質量；

Mψ———激振設備的扭轉力矩；

Ed———試樣動彈性模量；

Gd———試樣動剪切模量；

po———試樣外圍壓；

pi———試樣內圍壓；

P———電磁式激振設備的擾力；

Pa———大氣壓力；

———；

Pd人人文庫設計基礎底面靜壓力

PL———最后一級加載作用下，承壓板底的總靜應力；

P0———模型基礎底面靜壓力；

P1———幅頻響應曲線上選取的第一個點對應的擾力；

P2———幅頻響應曲線上選取的第二個點對應的擾力；

q———廣義剪應力幅值；

Q———承壓板上最后一級加載后的總荷載；

·6·

ri———第i根樁的軸線至基礎底面形心回轉軸的距離；

Rf———45°面上試樣的動強度比；

Rff———對應于等效破壞振次的動強度比；

S———加荷時地基變形量；

SP———卸荷時地基塑性變形量；

Se———地基彈性變形量；

SeL———在地基彈性變形量應力直線圖上，相應于最后一級加

載的地基彈性變形量；

T———試樣扭矩；

vg———重錘自由下落時的速度；

vp———壓縮波波速；

vR———瑞利波波速；

———；專用

vs剪切波波速

W———試樣軸力；

α———地基能量吸收系數；

α0———潛在破壞面上的初始剪應力比；

μ———地基的泊松比；

———試樣的泊松比；

μd

ρ———質量密度；

ζz———地基豎向阻尼比；

ζzi———第i點計算的地基豎向阻尼比；

xφ———地基水平回轉向第一振型阻尼比；

ζ1

———；

ζψ人人文庫地基扭轉向阻尼比

γd———試樣動剪應變幅；

γzθ———試樣剪應變；

εd———試樣動軸應變幅；

εr———試樣徑向應變；

εz———試樣軸向應變；

εθ———試樣環向應變；

·7·

ε———試樣大主應變；

1

ε———試樣中主應變；

2

ε———試樣小主應變；

3

ζt———試樣扭轉向阻尼比；

xφ0———明置模型基礎的地基水平回轉向第一振型阻尼比；

ζ1

c

xφ———明置設計基礎的地基水平回轉向第一振型阻尼比；

ζ1

ζz0———明置模型基礎的地基豎向阻尼比；

c

ζz———明置設計基礎的地基豎向阻尼比；

ζdz———試樣軸向振動阻尼比；

———第一點計算的地基豎向阻尼比；

ζ1

———第二點計算的地基豎向阻尼比；

ζ2

———；

ζψ0明置模型基礎的地基扭轉向阻尼比

———專用；

ζ′ψ0埋置測試的模型基礎的地基扭轉向阻尼比

c———；

ζψ明置設計基礎的地基扭轉向阻尼比

σd———試樣軸向動應力幅；

σr———試樣徑向應力；

σz———試樣軸向應力；

σ′0———試樣平均有效主應力；

σ′1———試樣有效大主應力；

σ′2———試樣有效中主應力；

σ′3———試樣有效小主應力；

σf0———潛在破壞面上的初始法向應力；

———；

σ1c人人文庫試樣初始軸向固結應力

σ3c———試樣側向固結應力；

σ′1c———試樣固結完后的大主應力值；

σ′2c———試樣固結完后的中主應力值；

σ′3c———試樣固結完后的小主應力值；

σθ———試樣環向應力；

Δu———試樣孔隙水壓力；

·8·

τd———試樣的動剪應力幅；

τf0———潛在破壞面上的初始剪應力；

τfd———相應于工程等效破壞振次的動強度；

τfs———潛在破壞面上的總應力抗剪強度；

τzθ———試樣剪應力。

2.2.3幾何參數：

Ad———設計基礎底面積；

As———軸向動應力動應變滯回圈的面積；

At———軸向動應力動應變滯回曲線圖中直角三角形面積；

A0———模型基礎底面積；

D———承壓板直徑；

Ds———試樣直徑；

———；專用

D1空心圓柱體試樣的外徑

D2———空心圓柱體試樣的內徑；

e0———激振設備旋轉部分質量的偏心距；

ee———激振設備的水平扭轉力矩力臂；

h———模型基礎高度；

h1———基礎重心至基礎頂面的距離；

h2———基礎重心至基礎底面的距離；

h3———基礎重心至激振器水平擾力的距離；

hs———試樣高度；

ht———模型基礎的埋置深度；

———；

hd人人文庫設計基礎的埋置深度

H———測點的深度；

H0———振源與孔口的高差；

H1———重錘下落高度；

H2———重錘回彈高度；

ΔH———波速層的厚度；

I———基礎底面對通過其形心軸的慣性矩；

·9·

Iz———基礎底面對通過其形心軸的極慣性矩；

J———基礎對通過其重心軸的轉動慣量；

Ja———試樣頂端激振壓板系統的轉動慣量；

Jc———基礎對通過其底面形心軸的轉動慣量；

Js———試樣的轉動慣量；

Jz———基礎對通過其重心軸的極轉動慣量；

l———基礎長度；

lψ———扭轉軸至實測線位移點的距離；

l1———兩臺豎向傳感器的間距；

Δl———兩臺傳感器之間的水平距離；

L———從板中心到測試孔的水平距離；

ro———試樣外半徑；

———；專用

ri試樣內半徑

r0———模型基礎的當量半徑；

S1———由振源到第1個接收孔測點的距離；

S2———由振源到第2個接收孔測點的距離；

ΔS———由振源到兩個接收孔測點的距離之差；

θ———試樣頂端的角位移幅；

φ———兩臺傳感器接收到的振動波之間的相位差；

———試樣的動內摩擦角；

φd

———幅頻響應曲線上選取的第一個點對應的擾力與振動

φ1

線位移之間的相位角；

———幅頻響應曲線上選取的第二個點對應的擾力與振動

φ2人人文庫

線位移之間的相位角；

———基礎第一振型共振峰點的回轉角位移；

φm1

———基礎第一振型轉動中心至基礎重心的距離。

ρ1

2.2.4計算參數：

Cx———地基抗剪剛度系數；

Cz———地基抗壓剛度系數；

·01·

Cφ———地基抗彎剛度系數；

Cψ———地基抗扭剛度系數；

C1，m1———最大動剪切模量與平均有效應力關系雙對數擬合直

線參數；

C2，m2———最大動彈性模量與平均固結應力關系雙對數擬合直

線參數；

e1———回彈系數；

Ft———扭轉向無量綱頻率因數；

Fl———軸向無量綱頻率因數；

g———重力加速度；

n———在幅頻響應曲線上選取計算點的數量；

nf———自由振動周期數；

np———樁數；專用

t0———兩次沖擊的時間間隔；

St———試樣系統扭轉向能量比；

Sl———試樣系統軸向能量比；

Tl———儀器激振端軸向慣量因數；

ΔT———壓縮波或剪切波傳到波速層頂面和底面的時間差；

TL———壓縮波或剪切波從振源到達測點的實測時間；

TP1———壓縮波到達第1個接收孔測點的時間；

TP2———壓縮波到達第2個接收孔測點的時間；

TS1———剪切波到達第1個接收孔測點的時間；

———；

TS2人人文庫剪切波到達第2個接收孔測點的時間

αz———基礎埋深對地基抗壓剛度的提高系數；

αx———基礎埋深對地基抗剪剛度的提高系數；

αφ———基礎埋深對地基抗彎剛度的提高系數；

αψ———基礎埋深對地基抗扭剛度的提高系數；

βz———基礎埋深對豎向阻尼比的提高系數；

xφ———基礎埋深對水平回轉向第一振型阻尼比的提高系數；

β1

·11·

———；

βψ基礎埋深對扭轉向阻尼比的提高系數

———基礎豎向振動的共振振動線位移與幅頻響應曲線上

βi

選取的第i點振動線位移的比值；

δat———無試樣時激振壓板系統扭轉自由振動的對數衰減率；

δal———儀器激振端壓板系統軸向自由振動對數衰減率；

δd———設計塊體基礎或樁基礎的埋深比；

δt———試樣系統扭轉自由振動的對數衰減率；

δ0———模型基礎的埋深比；

δl———試樣系統軸向自由振動的對數衰減率；

η———基礎底面積與基礎底面靜壓力的換算系數；

———斜距校正系數；

ηs

———與泊松比有關的系數；

ημ

———；專用

ξ與基礎的質量比有關的換算系數

ξ0———無量綱系數。

人人文庫

·21·

3基本規定

3.0.1地基動力特性測試前應制定測試方案，測試方案應包括下

列內容：

1測試目的和要求；

2測試內容、測試方法和測點儀器布置圖；

3數據分析方法。

3.0.2地基動力特性現場測試應具備下列資料：

1場地的巖土工程勘察資料；

2場地的地下設施、地下管道、地下電纜等的平面圖和縱剖專用

面圖；

3測試現場及其鄰近的振動干擾源。

3.0.3地基動力特性測試使用的測試儀器應在有效的檢定或校

準期內，測試前應對儀器設備檢測調試。

3.0.4測試現場應避開外界干擾振源，測點應避開水泥或瀝青路

面、地下管道和電纜等影響測試數據的場所。

3.0.5測試報告的內容應包括原始資料、測試儀器、測試結果、測

試分析和測試結論。

人人文庫

·31·

4模型基礎動力參數測試

4.1一般規定

4.1.1周期性振動機器的基礎應采用強迫振動測試方法；沖擊性

振動機器的基礎應采用自由振動測試方法。

4.1.2模型基礎動力參數測試，除應符合本規范第3.0.2條的規

定外，尚應具備下列資料：

1機器的型號、轉速、功率；

2設計基礎的位置和基底標高；

3當采用樁基時，樁的設計長度、截面尺寸及間距專用。

4.1.3模型基礎動力參數的測試結果應包括下列內容：

1測試的各種幅頻響應曲線；

2動力參數的測試值；

3動力參數的設計值。

4.1.4模型基礎應在明置和埋置的情況下分別進行振動測

試。埋置基礎周邊回填土應分層夯實，回填土的壓實系數不宜

小于0.94。

4.1.5樁基的測試應取得下列動力參數：

1單樁的抗壓剛度；

2樁基抗剪和抗扭剛度系數人人文庫；

3樁基豎向和水平回轉向第一振型以及扭轉向的阻尼比；

4樁基豎向和水平回轉向以及扭轉向的參振總質量。

4.1.6天然地基和人工地基的測試應取得下列動力參數：

1地基抗壓、抗剪、抗彎和抗扭剛度系數；

2地基豎向、水平回轉向第一振型及扭轉向的阻尼比；

3地基基礎豎向、水平回轉向及扭轉向的參振總質量。

·41·

4.2設備和儀器

4.2.1強迫振動測試的激振設備應符合下列規定：

1采用機械式激振設備時，工作頻率宜為3Hz～60Hz；

2采用電磁式激振設備時，激振力不宜小于2000N。

4.2.2自由振動測試時，豎向激振宜采用重錘自由落體的方式進

行，重錘質量不宜小于基礎質量的1/100，落高宜為0.5m～1.0m。

4.2.3傳感器宜采用豎向和水平向的速度型傳感器，其通頻帶應

為2Hz～80Hz，阻尼系數應為0.65～0.70，電壓靈敏度不應小于

30V·s/m，可測位移不應小于0.5mm。

4.2.4放大器應采用帶低通濾波功能的多通道放大器，其各通道

幅值一致性偏差不應大于3%，各通道相位一致性偏差不應大于

，專用，

0.1ms折合輸入端的噪聲水平應低于1μV電壓增益應大

于80dB。

4.2.5采集與記錄裝置宜采用模/數轉換不低于16位的多通道

數字采集和存儲系統。數據分析裝置應具有頻譜分析及專用分析

軟件功能。

4.3模型基礎

4.3.1塊體基礎的尺寸宜采用2.0m×1.5m×1.0m，每組數量不

宜少于2個。

4.3.2樁基礎宜采用2根樁，樁間距應取設計樁基礎的間距；承

臺的長寬比應為人人文庫2∶1，其高度不宜小于1.6m；承臺沿長度方向的

中心軸應與兩樁中心連線重合，承臺寬度宜與樁間距相同。

4.3.3模型基礎應置于擬建基礎的鄰近處，其土層結構宜與擬建

基礎的土層結構相同。

4.3.4模型基礎做明置工況測試時，坑底應保持土層的原狀結

構，坑底面應保持平整。基坑坑壁至模型基礎側面的距離應大

于500mm。

·51·

4.3.5當采用機械式激振設備時，地腳螺栓的埋設深度不宜小于

400mm；地腳螺栓或預留孔在模型基礎平面上的位置應符合下列

規定：

1豎向振動測試時，應使激振設備的豎向擾力中心通過基礎

的重心；

2水平振動測試時，應使水平擾力矢量方向與基礎沿長度方

向的中心軸向一致；

3扭轉振動測試時，激振設備施加的扭轉力矩，應使基礎產

生繞重心豎軸的扭轉振動。

4.4測試方法

4.4.1豎向振動測試時，在基礎頂面沿長度方向中軸線的兩端應

對稱布置兩個豎向傳感器。專用

4.4.2水平回轉振動測試時，在基礎頂面沿長度方向中軸線的兩

端應對稱布置兩個豎向傳感器；并應在中間布置一個水平向傳感

器，其水平振動方向應與中軸線平行。

4.4.3扭轉振動測試時，在基礎頂面沿長度方向中軸線的兩端

應對稱布置兩個水平向傳感器，其水平振動方向應與中軸線

垂直。

4.4.4強迫振動幅頻響應測試時，其激振設備的擾力頻率間隔，

共振區外不宜大于2Hz，共振區內不應大于1Hz；共振時的振動線

位移不宜大于150μm。

4.4.5強迫振動數據分析人人文庫，應取振動波形的正弦波部分。

4.4.6豎向自由振動測試，宜采用重錘自由下落沖擊模型基礎頂

面的中心處，實測基礎的固有頻率和最大振動線位移。測試有效

次數不應少于3次。

4.4.7水平回轉自由振動的測試，可水平沖擊與模型基礎沿長度

方向中軸線垂直的側面，實測基礎的固有頻率和最大振動線位移。

測試有效次數不應少于3次。

·61·

4.5數據處理

Ⅰ強迫振動

4.5.1數據處理應采用頻譜分析方法，譜線間隔不宜大于

0.1Hz。各通道采樣點數不宜小于1024點，采樣頻率應符合采樣

定理要求，并采用加窗函數進行平滑處理。

4.5.2數據處理應得到下列幅頻響應曲線：

1豎向振動時，為基礎豎向振動線位移隨頻率變化的幅頻響

應曲線；

2水平回轉耦合振動時，為基礎頂面測試點的水平振動線位

移隨頻率變化的幅頻響應曲線，及基礎頂面測試點由回轉振動產

生的豎向振動線位移隨頻率變化的幅頻響應曲線；

3扭轉振動時，為基礎頂面測試點在扭轉力矩作用下的水平專用

振動線位移隨頻率變化的幅頻響應曲線。

4.5.3地基豎向阻尼比應在基礎豎向振動線位移隨頻率變化的

幅頻響應曲線上，選取共振峰峰點和在基礎豎向振動的共振頻率

0.5～0.85范圍內不少于三點的頻率和振動線位移（如圖4.5.3-1、

圖4.5.3-2所示），并應按下列公式計算：

n

ζzi

i∑=1

z=（4.5.3-1）

ζn

1

22

1βi-1（）

ζzi=1-4224.5.3-2

[2i2ii]

人人文庫（㊣α-α+β）

dm

βi=（4.5.3-3）

di

fm

當為變擾力時：αi=（4.5.3-4）

fi

fi

當為常擾力時：αi=（4.5.3-5）

fm

式中：ζz———地基豎向阻尼比；

·71·

ζzi———第i點計算的地基豎向阻尼比；

fm———基礎豎向振動的共振頻率（Hz）；

dm———基礎豎向振動的共振振動線位移（m）；

fi———在幅頻響應曲線上選取的第i點的頻率（Hz）；

di———在幅頻響應曲線上選取的第i點的頻率所對應的振

動線位移（m）；

βi———基礎豎向振動的共振振動線位移與幅頻響應曲線上

選取的第i點振動線位移的比值；

αi———基礎豎向振動的共振頻率與幅頻響應曲線上選取的

第i點頻率的比值；

n———在幅頻響應曲線上選取計算點的數量。

專用

人人文庫

圖4.5.3-1變擾力的幅頻響應曲線

d—振動線位移；dm—基礎豎向振動的共振振動線位移；

d1—在幅頻響應曲線上選取的第1點的頻率所對應的振動線位移；

d2—在幅頻響應曲線上選取的第2點的頻率所對應的振動線位移；

d3—在幅頻響應曲線上選取的第3點的頻率所對應的振動線位移；

f—頻率；fm—基礎豎向振動的共振頻率；f1—在幅頻響應曲線上選取的第1點的頻率；

f2—在幅頻響應曲線上選取的第2點的頻率；f3—在幅頻響應曲線上選取的第3點的頻率

·81·

圖4.5.3-2常擾力的幅頻響應曲線

d—振動線位移；dm—基礎豎向振動的共振振動線位移專用；

d1—在幅頻響應曲線上選取的第1點的頻率所對應的振動線位移；

d2—在幅頻響應曲線上選取的第2點的頻率所對應的振動線位移；

d3—在幅頻響應曲線上選取的第3點的頻率所對應的振動線位移；

f—頻率；fm—基礎豎向振動的共振頻率；

f1—在幅頻響應曲線上選取的第1點的頻率；

f2—在幅頻響應曲線上選取的第2點的頻率；

f3—在幅頻響應曲線上選取的第3點的頻率

4.5.4基礎豎向振動的參振總質量應按下列公式計算：

1當為變擾力時：

m0e01

mz=·（4.5.4-1）

dm2

2ζz㊣1-ζz

2當為常擾力時人人文庫：

P1

mz=2·（4.5.4-2）

dm（2πfnz）2

2ζz㊣1-ζz

fm

fnz=（4.5.4-3）

2

㊣1-2ζz

式中：mz———基礎豎向振動的參振總質量（t）；

m0———激振設備旋轉部分的質量（t）；

·91·

e0———激振設備旋轉部分質量的偏心距（m）；

P———電磁式激振設備的擾力（kN）；

fnz———基礎豎向無阻尼固有頻率（Hz）。

注：當mz大于基礎質量的2倍時，應取mz等于基礎質量的2倍。

4.5.5地基抗壓剛度、地基抗壓剛度系數、單樁抗壓剛度和樁基

抗彎剛度，應按下列公式計算：

1當為變擾力時：

2

Kz=mz（2πfnz）（4.5.5-1）

Kz

Cz=（4.5.5-2）

A0

Kz

Kpz=（4.5.5-3）

np

n

2專用

Kpφ=Kpzri（4.5.5-4）

i∑=1

2（）

fnz=fm㊣1-2ζz4.5.5-5

式中：Kz———地基（或樁基）抗壓剛度（kN/m）；

3

Cz———地基抗壓剛度系數（kN/m）；

Kpz———單樁抗壓剛度（kN/m）；

Kpφ———樁基抗彎剛度（kN·m）；

ri———第i根樁的軸線至基礎底面形心回轉軸的距離（m）；

2

A0———模型基礎底面積（m）；

np———樁數。

2當為常擾力時人人文庫，地基抗壓剛度系數、單樁抗壓剛度和樁基

抗彎剛度應按本規范公式（4.5.5-2）～（4.5.5-4）計算；地基（或樁

基）抗壓剛度，可按下式計算：

P1

Kz=·（4.5.5-6）

dm2

2ζz㊣1-ζz

4.5.6當基礎的固有頻率較高不能測出共振峰值時，宜采用低頻

區段求剛度的方法（如圖4.5.6所示）按下列公式計算：

·02·

P1P2

cosφ1-cosφ2

d1d2

mz=22（4.5.6-1）

ω2-ω1

2

ω1

tanφ11-

（ω2）

ζ1=（4.5.6-2）

ω1

2

ω2

2

ω1

tanφ21-

（ω2）

ζ2=（4.5.6-3）

ω1

2

ω2

ζ1+ζ2

z=（4.5.6-4）

ζ2

P12

zz1（）

K=cosφ1+mω4.5.6-5

d1專用

式中：P1———幅頻響應曲線上選取的第一個點對應的擾力（kN）；

P2———幅頻響應曲線上選取的第二個點對應的擾力（kN）；

d1———幅頻響應曲線上選取的第一個點對應的振動線位移

（m）；

d2———幅頻響應曲線上選取的第二個點對應的振動線位移

（m）；

———幅頻響應曲線上選取的第一個點對應的擾力與振動

φ1

線位移之間的相位角，由測試確定；

———幅頻響應曲線上選取的第二個點對應的擾力與振動

φ2

人人文庫線位移之間的相位角，由測試確定；

ω1———幅頻響應曲線上選取的第一個點對應的振動圓頻率

（rad/s）；

ω2———幅頻響應曲線上選取的第二個點對應的振動圓頻率

（rad/s）；

ζ1———第一點計算的地基豎向阻尼比；

ζ2———第二點計算的地基豎向阻尼比。

·12·

圖4.5.6未測得共振峰的幅頻響應曲線

d—振動線位移；d1—在幅頻響應曲線上選取的第1個點對應的振動線位移；

d2—在幅頻響應曲線上選取的第2個點對應的振動線位移；

f—頻率；f1—在幅頻響應曲線上選取的第1點的頻率專用；

f2—在幅頻響應曲線上選取的第2點的頻率

4.5.7地基水平回轉向第一振型阻尼比，應在幅頻響應曲線上

選取基礎水平回轉耦合振動第一振型共振頻率和為0.707基礎

水平回轉耦合振動第一振型共振頻率所對應的水平振動線位移

（如圖4.5.7-1、圖4.5.7-2所示），并應按下列公式計算：

1當為變擾力時：

1

1d22

xφ=11（4.5.7-1）

ζ12--

{[㊣（dm1）]}

2當為常擾力時：

人人文庫

式中：xφ———地基水平回轉向第一振型阻尼比；

ζ1

dm1———基礎水平回轉耦合振動第一振型共振峰點水平振動

線位移（m）；

d———為0.707基礎水平回轉耦合振動第一振型共振頻率

所對應的水平線位移（m）。

·22·

圖4.5.7-1變擾力的幅頻響應曲線

—；

dxφf基礎頂面的水平振動線位移與頻率的關系專用

dzφf—基礎頂面的豎向振動線位移與頻率的關系；

d—為0.707基礎水平回轉耦合振動第一振型共振頻率所對應的水平線位移；

dm1—基礎水平回轉耦合振動第一振型共振峰點水平振動線位移；

dxφ—基礎頂面的水平振動線位移；dzφ—基礎頂面的豎向振動線位移；

—；

dzφ1第1臺豎向傳感器測試的基礎水平回轉耦合振動第一振型共振峰點豎向振動線位移

—；

dzφ2第2臺豎向傳感器測試的基礎水平回轉耦合振動第一振型共振峰點豎向振動線位移

f—頻率；fm1—基礎水平回轉耦合振動第一振型共振頻率

人人文庫

圖4.5.7-2常擾力的幅頻響應曲線

·32·

dxφf—基礎頂面的水平振動線位移與頻率的關系；

dzφf—基礎頂面的豎向振動線位移與頻率的關系；

d—為0.707基礎水平回轉耦合振動第一振型共振頻率所對應的水平線位移；

dm1—基礎水平回轉耦合振動第一振型共振峰點水平振動線位移；

dxφ—基礎頂面的水平振動線位移；dzφ—基礎頂面的豎向振動線位移；

—；

dzφ1第1臺豎向傳感器測試的基礎水平回轉耦合振動第一振型共振峰點豎向振動線位移

—；

dzφ2第2臺豎向傳感器測試的基礎水平回轉耦合振動第一振型共振峰點豎向振動線位移

f—頻率；fm1—基礎水平回轉耦合振動第一振型共振頻率

4.5.8基礎水平回轉耦合振動的參振總質量應按下列公式計算：

1當為變擾力時：

0031

me（ρ1+h）（ρ1+h）11

mxφ=··22

dm12i

2x1-x+ρ1

ζφ1㊣ζφ1

專用（4.5.8-1）

dx（）

ρ1=4.5.8-2

φm1

dz+dz

φ1φ2（）

φm1=4.5.8-3

l1

dx=dm1-h2φm1（4.5.8-4）

1

2

122

i=（l+h）（4.5.8-5）

[12]

2當為常擾力時：

31

P（ρ1+h）（ρ1+h）11

mxφ=2··22

dm1（2n1）2i

πf2x1-x+ρ1

ζφ1㊣ζφ1

人人文庫（4.5.8-6）

fm1

fn1=（4.5.8-7）

2

1-2x

㊣ζφ1

式中：mxφ———基礎水平回轉耦合振動的參振總質量（t）；

———基礎第一振型轉動中心至基礎重心的距離（m）；

ρ1

dx———基礎重心處的水平振動線位移（m）；

———基礎第一振型共振峰點的回轉角位移（rad）；

φm1

·42·

l1———兩臺豎向傳感器的間距（m）；

l———基礎長度（m）；

h———基礎高度（m）；

h1———基礎重心至基礎頂面的距離（m）；

h2———基礎重心至基礎底面的距離（m）；

h3———基礎重心至激振器水平擾力的距離（m）；

fm1———基礎水平回轉耦合振動第一振型共振頻率（Hz）；

fn1———基礎水平回轉耦合振動第一振型無阻尼固有頻率（Hz）；

dzφ———第1臺傳感器測試的基礎水平回轉耦合振動第一振

1

型共振峰點豎向振動線位移（m）；

dzφ———第2臺傳感器測試的基礎水平回轉耦合振動第一振

2

型共振峰點豎向振動線位移（m）；專用

i———基礎回轉半徑（m）。

注：當mxφ大于基礎質量的1.4倍時，應取mxφ等于基礎質量的1.4倍。

4.5.9地基抗剪剛度、地基抗剪剛度系數應按下列公式計算：

1當為變擾力時：

2

Kx=mxφ（2πfnx）（4.5.9-1）

Kx

Cx=（4.5.9-2）

A0

fn1

fnx=（4.5.9-3）

h2

1-

㊣ρ1

2

fn1=fm11-2x（4.5.9-4）

人人文庫㊣ζφ1

式中：Kx———地基抗剪剛度（kN/m）；

3

Cx———地基抗剪剛度系數（kN/m）；

fnx———基礎水平向無阻尼固有頻率（Hz）。

2當為常擾力時，地基抗剪剛度、地基抗剪剛度系數應按本

規范公式（4.5.9-1）～（4.5.9-3）計算，基礎水平回轉耦合振動第

一振型無阻尼固有頻率應按本規范公式（4.5.8-7）計算。

·52·

4.5.10地基抗彎剛度和地基抗彎剛度系數應按下列公式計算：

1當為變擾力時：

22

Kφ=J（2πfnφ）-Kxh2（4.5.10-1）

K

C=φ（4.5.10-2）

φI

h222

fn=fnx+fn1（4.5.10-3）

φ㊣ρ1i2

式中：Kφ———地基抗彎剛度（kN·m）；

3

Cφ———地基抗彎剛度系數（kN/m）；

fnφ———基礎回轉無阻尼固有頻率（Hz）；

J———基礎對通過其重心軸的轉動慣量（t·m2）；

I———基礎底面對通過其形心軸的慣性矩（m4）。

2當為常擾力時，地基抗彎剛度和地基抗彎剛度系數應按本專用

規范公式（4.5.10-1）～（4.5.10-3）計算，基礎水平回轉耦合振動

第一振型無阻尼固有頻率應按本規范公式（4.5.8-7）計算。

4.5.11地基扭轉向阻尼比應在扭轉力矩作用下的水平振動線位

移隨頻率變化的幅頻響應曲線上選取基礎扭轉振動的共振頻率和

為0.707基礎扭轉振動的共振頻率所對應的水平振動線位移，并

應按下列公式計算：

1當為變擾力時：

1

12

dxψ（）

ζψ=1-1-4.5.11-1

2[dm]

{㊣（ψ）}

2當為常擾力時人人文庫：

：———；

式中ζψ地基扭轉向阻尼比

fmψ———基礎扭轉振動的共振頻率（Hz）；

dmψ———基礎扭轉振動共振峰點水平振動線位移（m）；

·62·

dxψ———為0.707基礎扭轉振動的共振頻率所對應的水平振

動線位移（m）。

4.5.12基礎扭轉振動的參振總質量應按下列公式計算：

1當為變擾力時：

12Jz

m=（4.5.12-1）

ψl2+b2

m0e0eelψ1

Jz=·（4.5.12-2）

2

dmψ21

ζψ㊣-ζψ

2

nm12（4.5.12-3）

fψ=fψ㊣-ζψ

ωnψ=2πfnψ（4.5.12-4）

2當為常擾力時：

fmψ

fnψ=（4.5.12-5）

122專用

㊣-ζψ

2

Mψlψ1-2ζψ

Jz=·（4.5.11-6）

22

dmψωmψ21

ζψ㊣-ζψ

式中：mψ———基礎扭轉振動的參振總質量（t）；

2

Jz———基礎對通過其重心軸的極轉動慣量（t·m）；

fnψ———基礎扭轉振動無阻尼固有頻率（Hz）；

ωmψ———基礎扭轉振動固有圓頻率（rad/s）；

Mψ———激振設備的扭轉力矩（kN·m）；

ee———激振設備的水平扭轉力矩力臂（m）；

lψ———扭轉軸至實測線位移點的距離（m）。

4.5.13地基抗扭剛度和地基抗扭剛度系數應按下列公式計算人人文庫：

2

Kψ=Jzωnψ（4.5.13-1）

Kψ

Cψ=（4.5.13-2）

Iz

式中：Kψ———地基抗扭剛度（kN·m）；

3

Cψ———地基抗扭剛度系數（kN/m）；

4

Iz———基礎底面對通過其形心軸的極慣性矩（m）。

·72·

Ⅱ自由振動

4.5.14地基豎向阻尼比應按下式計算：

1df1

ζz=ln（4.5.14）

2πnfdn+1

式中：df1———第1周的振動線位移（m）；

dn+1———第n+1周的振動線位移（m）；