[发明专利]地基微振动设计载荷确定方法

说明书

本发明公开了地基微振动设计载荷确定方法，包括如下步骤：开展地基特定深度下多个位置的不间断振动测试，获取各测点的微振动时域信号；采用制定合理判据和算法，对时域振动信号中的异常干扰脉冲进行有效剔除；对剔除异常干扰后的数据去除零漂，开展功率谱密度分析，获得测试数据的功率谱密度包络；在计算获得的功率谱密度包络基础上按照一定规则提升载荷量级，获得地基微振设计载荷。本发明为精密仪器装置的建筑结构提供地基微振载荷的确定方法，为其选址、振动响应分析、技术指标评估提供更为真实合理的载荷输入。

技术领域

本发明涉及结构动力学技术领域，尤其涉及一种地基微振动设计载荷确定方法。

背景技术

对于微振动敏感的设备设施(如精密光学装置)，为准确评估地基微振动载荷下的结构响应，需获得结构所在位置的地基微振载荷条件，作为结构分析评估的载荷输入。通常做法是根据相关规范或文献取一条保守的平直谱直接作为载荷输入，而该取法可能会因为载荷幅值过于保守而使得结构评估无法满足指标设计要求。地基微振动是一类典型的地脉动随机振动，其幅值和频谱特性敏感地依赖于当地的地质条件和附近的正常人类活动等情况，地基微振动设计载荷确定的相关工作对精密设备设施的的前期选址、技术指标准确评估等意义重大，如何精细获得地基微振设计载荷并剔除无感地震以及周边临时施工带来的异常信号是现在亟需解决的问题。

需要研发出一种地基微振动设计载荷确定方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题设计了一种地基微振动设计载荷确定方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

地基微振动设计载荷确定方法，包括以下步骤：

S1、获得地基微振动的原始时域测试数据；

S2、采用制定的判据和算法，对原始时域振动数据中的异常干扰脉冲信号进行剔除；

S3、对剔除异常干扰后的数据去除零漂，按固定时段样本开展功率谱密度分析，采用峰值保持方法获得测试数据的功率谱密度包络；

S4、在计算获得的功率谱密度包络基础上按照一定规则提升载荷量级，获得用于选址处的地基微振设计载荷。

具体地，步骤S1包括如下步骤：

S11、根据精密设备设施所在场地和地基深度，选取场地中心点附近多处位置作为特征点，进行勘测打孔至规定地基深度，并在孔底安装传感器，搭建时域信号采集系统；

S12、通过信号采集系统进行孔底微振动的原始数据采集，获得不少于7天的连续微振动测试原始时域信号测试数据。

具体地，步骤S2包括如下步骤：

S21、对S1步骤中测试采集的时域信号测试数据按幅值大小排序，去除正向最大和负向最大各10％的数据后，求均值和均方根值，作为正常无干扰信号的参考值；

S22、设置限幅系数A，将时域信号中满足下式的时域数据标识为脉冲高点，记录所有脉冲高点对应的时刻；

|x_i(t)-μ_r|＞Aσ_r

其中x_i(t)为测试的时域信号，t代表时间，μ_r和σ_r为步骤S21中获得的参考信号的均值和均方根值；

S23、采用滑动时窗识别，将步骤S22中获得的所有脉冲高点时刻变换为异常脉冲时段；设置时窗宽度W，脉冲高点时刻的前W/2和后W/2时段均标记为异常脉冲时段，获得待删除的时段；

S24、从时域测试信号x_i(t)中删除步骤S23识别的异常干扰脉冲段，获得无异常干扰的地基微振动测试数据。