Непрерывный вибромониторинг по ГОСТ Р 52892-2007

В этот раз, в связи со спецификой строительного процесса разработки тоннеля, был необходим именно непрерывный мониторинг. Это означает, что проведение измерений по конкретным технологическим операциям с постобработкой было невозможно и необходима длительная непрерывная (или квази-непрерывная) запись. Также процесс мониторинга был существенно осложнён тем, что сотовая связь, необходимая для записи данных, на объекте отсутствовала.

Инструментальные измерения проводились с применением четырёх программно-аппаратных комплексов ЭКОФИЗИКА-110А HF и ЭКОФИЗИКА-110В. Измерительная цепь удовлетворяет п. 6.2 ГОСТ Р 53963.1-2010 и включает в себя необходимый набор высокочувствительных акселерометров, системы крепления датчиков, обеспечивающие неподвижное крепление датчиков на конструкциях и измерительный блок серии ЭКОФИЗИКА. Проверка калибровки измерительной цепи осуществлялась виброкалибратором Bruel&Kjaer (Брюль и Къер). Для обеспечения обработки сигнала виброметра с необходимой точностью и последующего проведения расчётов, использовалось программное обеспечение Signal + Ultima.

В связи с нестабильностью сотовой связи (а иногда даже её полным отсутствием), было принято решение о записи сигнала непосредственно в память приборов, находящихся в парке компании. В этом решении мы видели определённые риски: конечно же, все приборы проходят процедуру проверки и постоянно обслуживаются персоналом нашей лаборатории. Но, с другой стороны, в случае сбоя записи, важные данные могут быть безвозвратно утеряны или незафиксированы.

В условиях наличия сотовой связи, этот риск нивелируется возможностью быстро подключить прибор заново. Но мы работали в условиях её отсутствия, поэтому было решено предварительно протестировать возможность приборов к действительно долгой автономной работе - пока что в лабораторных условиях.

К нашей радости, все приборы нашей лаборатории прошли "испытание на прочность" успешно, после чего мы приступили к установке датчиков на объект.

Стоит отметить, что на сегодняшний день в нашей стране такие измерения могут быть качественно произведены буквально двумя программно-аппаратными комплексами. Первый - это приборы семейства "Экофизика", производства приборостроительного объединения "Октава-ЭлектронДизайн". Второй - приборы "Асистент", произведённые компанией "НТМ-Защита". Других средств измерений, представленных на рынке РФ и адекватно выполняющих необходимые требования к сложным измерениям подобного рода, на данный момент нет.

Вибрация, передаваемая по грунту или непосредственно по несущим конструкциям здания или сооружения при нахождении существующего здания в зоне влияния строительства, не должна оказывать негативного влияния на механическую безопасность несущих и ограждающих конструкций здания в течение его жизненного цикла.

При проведении вибрационного мониторинга учитываются требования ГОСТ Р 53964-2010 «Вибрация. Измерения вибрации сооружений. Руководство по проведению измерений», ГОСТ Р 52892-2007 «Вибрация и удар. Вибрация зданий. Измерение вибрации и оценка ее воздействия на конструкцию».

Датчики вибрации по направлениям X и Y ориентированы вдоль главных осей исследуемой конструкции. Направление Z ориентировано вертикально относительно.
Вибрацию элементов зданий, таких как стены и междуэтажные перекрытия, оценивают по создаваемым в них механическим напряжениям.

Измеряемыми величинами являются пиковое значение виброскорости и частота доминирующей составляющей виброскорости (раздел 6 ГОСТ Р 52892-2007), а также дополнительно проводилась оценка среднеквадратичного значения скорости за период измерений. Оценка максимальных амплитуд в контрольной точке измерений проводилась по хронограммам вибрационных воздействий от совокупности всех техногенных источников, действовавших в период регистрации. Инструментальный метод характеризуется объективным учетом локальных особенностей внутреннего строения и физико-механических свойств грунтовой толщи.

Измерение виброускорения проводилось режиме регистрации сигнала при частоте дискретизации 3000 Гц, с последующей децимацией со снижением частоты выборки сигнала в 2 раза, с наложением фильтра верхних частот с частотой среза 6,3 Гц и интегрирующего фильтра.

В результате проведенных измерений за указанный промежуток времени получены в цифровом виде велосиграммы и колебаний поверхности грунта с характерными волновыми формами от динамических воздействий различной интенсивности.

Обработка цифрового преобразованного сигнала проводилась с помощью сертифицированного программного обеспечения Signal+3G RTA (разработчик: Приборостроительное объединение «Октава-ЭлектронДизайн»).

На рисунке приведены хронограммы скоростей колебаний поверхности грунтов (велосиграммы) по трем каналам измерений: канал 1 – направление X, канал 2 – направление Y, канал 3 – направление Z. Желтым цветом на верхних трех велосиграммах по каждому каналу отмечена выборка с пиковыми значениями скорости. На нижних трех велосиграммах приведена детализация выборки временной формы сигнала скорости.

По результатам мониторинга на данном объекте, полученные показатели измерений виброскорости не превысили нормативных значений, регламентируемых ГОСТ Р 52892-2007.