Модуль E14-440 в задаче структурного мониторинга подземных сооружений

Внедрение: 2020 г.

Виброизмерительный 12-канальный прибор ВК‑12 (рисунок 1), разработанный и реализованный на базе модуля Е14‑440, уже использовался коллективом авторов из Донского государственного технического университета (г. Ростов-на-Дону) для исследования динамических воздействий на перекрытия пешеходного перехода при проезде транспорта [1]. Прибор измеряет уровень микросейсмических колебаний и передаёт сигналы в цифровой форме для дальнейшей обработки в компьютере (рисунок 1).

Рисунок 1. Прибор для измерения вибрации ВК‑12.

В новой статье [2] авторы описывают свои дальнейшие исследования в области структурного мониторинга и моделирования динамического отклика подземного сооружения (рисунок 2).

Рисунок 2. Модель для расчета динамического отклика объекта D₀ в многослойной среде D₁, D₂, D₃ и D₄.

Экспериментальные исследования с применением прибора ВК‑12 проводились на подземном пешеходном переходе, расположенном в центре г. Ростов-на-Дону, Россия. Общий объем конструкции до 1200 м³, глубина подошвы до 3,8 м, глубина залегания под проезжей частью над верхними балками 0,5 м. Вид пешеходного перехода и схема установки датчиков показаны на рисунках 3 и 4.

Рисунок 3. Подземный пешеходный переход.	Рисунок 4. Схема установки датчиков.

При экспериментальных исследованиях датчики акселерометров закреплялись в центре потолков с помощью анкерных болтов. Этот тип крепления обеспечивает наилучшее совпадение датчика и перекрытия. В ходе экспериментальных исследований измерялся уровень виброскоростей от следующих источников:
1) проезд автомобиля КамАЗ массой 20,5 т на скорости 30 км/ч;
2) проезд автомобиля КамАЗ массой 20,5 т на скорости 50 км/ч;
3) удар об пол.

По результатам исследований авторы отмечают, что резонансные частоты колебаний остаются только в области низких частот, соответствующих изгибным колебаниям; в остальном диапазоне резонансы гасятся верхним твердым слоем. Авторы предлагают разработанную методику исследования использовать при решении обратных задач строительной механики для восстановления свойств подземного объекта путем измерения и анализа вибрационных откликов на поверхности среды и внутренней геометрии объекта, а также при разработке методов теории линейного уплотнения слоистых водонасыщенных грунтов.

Результаты могут быть использованы при проектировании подземных транспортных сооружений, переходов, заглубленных резервуаров и фундаментов.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда базовых исследований (проект № 18‑01‑00715‑а).

Источник:

1. Исследования динамических воздействий на перекрытия пешеходного перехода при проезде транспорта: [Электронный ресурс] // ООО «Л Кард». М,. 2020. URL:
   https://www.lcard.ru/portfolio/dynamic_effects. (Дата обращения: 20.11.2020).
2. Lyapin, A.; Beskopylny, A.; Meskhi, B. Structural Monitoring of Underground Structures in Multi-Layer Media by Dynamic Methods. Sensors 2020, 20, 5241.

Разработчик: А. Ляпин, А. Бескопыльный, Б. Месхи (Донской гос. технический университет, г. Ростов-на-Дону)