环境振动的危害\评价与防治

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摘要：随着社会经济的发展和人民生活质量的提高,环境振动的影响已经愈显突出。为了进一步了解环境振动进而有效防止环境振动带来的不利影响，结合现有的国内外文献，本文着重从环境振动的危害，评价指标与防治等方面做一个简单阐述。

关键词：环境振动；建筑物；评价；防治

随着工程建筑的发展，工程中的振动问题越来越引起人们的关注，与地震这种偶然性振动不同，工厂振动、建筑施工振动和交通振动等这类多遇振动，我们将之称为环境振动。

1. 环境振动的危害

整个环境振动的过程包括三大块：振源，介质和受振物，但对于土木工程来说，考虑环境振动的危害，主要还是从两大方面来考虑，即对房屋破坏的影响和对建筑物内人的影响。

1.1 环境振动对房屋破坏的影响

环境振动对建筑物影响的评价一般从以下三个方面考虑：

1.1.1 振源

振源即提供初始动力所处的位置。它既可以在建筑物内，也可以在建筑物外。建筑物内的振源包括：人类活动、机器的旋转离心运动、冲击作用和往复运动等。外部振源主要包括施工、采矿、挖掘、公路铁路交通、空气振动以及其它的一些突遇的外力影响。

1.1.2 介质

介质起着联系振源和受振物的媒介作用，对振动的传播是有影响的。这种影响可能是由于媒介的不连续引起的，大地的扩散作用以及阻力都可以使振动减弱。一般而言，距振源越远，所受振动影响也越小。

1.1.3 建筑物特性及其状态

根据不同建筑对环境振动的不同响应，可将它们大致分为三类：1）有良好基础的框架结构的A类建筑，它们对地面振动有大的衰减；2）基础一般的砖混结构的B类建筑物，其振动的大小接近地面振动的振级；3）基础较差或轻制结构的C、D类建筑，这类建筑对地面振动有放大作用。

1.2 环境振动对人体的影响

环境振动一般不会对人体直接造成伤害，但它会干扰人们的日常生活，使人感到不适和心烦，甚至影响人们的睡眠、休息和学习。有试验研究表明：振动强度愈高，对人们入睡和睡眠深度的影响愈大：当振动为60 dB时，一般人刚刚可以感觉到振动，它并不影响人们的睡眠，但对较敏感的人或患病者则会产生影响；当振动达到65 dB 时，对睡眠有轻微影响；达到69 dB 时，所有轻微睡眠的人将被惊醒；达到74 dB时，除酣睡的人，其他人将惊醒；达到79 dB 时，所有的人都将惊醒。可见振动对居民的影响是很大的。

2. 对于环境振动的评价指标

任何一个振动都包括位移，速度，加速度的变化。但对于不同频率的振动，三者的敏感程度是不一样的，对低频振动而言，速度的敏感性较好，而对于高频振动，加速度的反应更好，而当频率小到一定程度时，用位移的大小来衡量振动的大小更为合适。

因此，综合各国的标准来看，对建筑物所受振动大小的评价标准主要有三类：

2.1 位移振幅指标

我们这里所说的位移一般是指房屋的整移。我们知道，频率越小，房屋的位移越大，因此，在频率小于8Hz时，有的国家如日本就采用位移标准进行振动大小的衡量。

2.2 速度指标

采用质点振动速度的学者认为该指标是以弹性理论为基础的，即对于无限介质和一维平面冲击波，动应力σ与质点振动速度V之间存在如下关系：σ=（E/C）V，其中E和C分别表示介质的弹性模量和弹性波速。此外，还有一点值得强调的是，以速度作为检测标准有时是在加速度比较小的时候进行。

2.3加速度指标

采用加速的学者认为，加速度不仅对高频的环境振动敏感性较好，而且可以反映建筑物结构所受惯性作用的大小，从而便于更好的揭示结构的附加受力状态及其破坏机理。

4. 环境振动的防治措施

对于这样一个由振源、传播路径和附近结构物组成的链式振动系统，其减振措施是有相当难度的。

4.1振源减振：

采取积极隔振措施，减少振源振动能量的输出，从而达到隔离振源的目的。

对于交通振动的影响，则可将周围的路面设计为柔性路面，并适当加厚沥青层面，以便吸收振动能量，减小振动的影响。而对于点振源，在其周围设置由具有一定质量的隔振材料形成的阻波区，可以很好地隔绝振动波的扩散。

4.2介质减振：

由于环境振动的传播大多位于地表，因此，为阻止表面波的传播，可采取切断振动传播途径或在传播途径上削弱振动的措施。在地表层采取挖沟、筑墙等措施有一定效果。一般来说，减振沟越深，其有效隔振频率的下限就越低，减振效果越好，它们可以完全切断振动波的传播，只要沟的深度足够，就可以获得理想的隔振效果。减振墙也常用作隔振使用，其效能与减振沟类似。

4.3受振物减振：

结构物在设计阶段就应考虑振动影响，采用整体性好、振动较小的结构形式，合理设计房屋的自振特性。此外，相对于地震振动，环境振动有着低强度，反复性的特点。地震对建筑物的破坏往往是一次性的，然而，环境振动对建筑物的影响更多的是一种损伤累计的作用，这一点与以往的抗震设防思路有所不同，是一个值得注意的方面。

5. 结束语

随着生活水平的提高，人们对居住及工作学习环境的要求越来越高，尤其是对于环境振动带来的影响也更加敏感。这也就对我们高校的工程建设提出了更高的要求。因此，对筹建和在建项目中对环境振动影响的考虑，将是一个新兴的值得我们大家共同关注的方面。

参考文献：

[1] 徐建 建筑振动工程手册 中国建筑工业出版社 2002.11 第一版

[2] T. Hamamoto Committee activities on environmental vibration in Architectural Institute of Japan, Environmental Vibration ISEV2005

[3] 王星星 地铁振动对沿线环境影响的预测噪声与振动控制[J] 噪声与振动控制 1993,05