基本介紹
- 中文名：基礎自振頻率
- 外文名：natural frequency of foundation
- 學科：建築工程
- 決定因素：恢復力和慣性力
- 大小：與基礎質量和支承基礎的岩土變形
- 方法：衰減法和共振法
簡介,彈性半空間,有關術語,共振法,
簡介
自振頻率是指當外力不復存在時，結構體系每秒振動的次數。基礎自振頻率簡單來說是指地基基礎系統在不受外力作用時，系統每秒振動的次數。進行基礎自振頻率設計一定要與地震頻率和機械動力的自振頻率錯開，防止發生共振，以減少建築物的破壞。基礎的振動計算有兩種模式：用彈簧和阻尼器模擬地基，即質阻彈模式；地基視為均勻等向的彈性半空間，即半空間模式。
彈性半空間
彈性半空間是從兩個緊密相接的平面邊界起向 無窮遠延伸的彈性介質區域。一般可分為二維彈性半空間、三維彈性 半空間和多層彈性半空間等。研究 地震波在地球內部傳播時，地球被看作以自由表面為邊界的均勻彈性 半空間。實際的地球由成層介質組 成，各層性質上有差異，故也可把地 殼看作一介質層，而把地幔看作彈性半空間。地殼內岩石又可分為若 乾層，如此便形成多層彈性半空間 地球模型。在研究平面波的反射和 折射、斷層位錯的位移場和應力場 時，需將複雜的地球介質近似簡化 為多層彈性半空間，再根據震源或 力源的性質引入數學坐標，從而使 理論分析大大簡化。
有關術語
恢復力
恢復力是指當振動系統離開其穩定平衡位置時，使系統回到平衡位置的力。在振動系統中，這種力通常是由系統內的彈性元件或物體的重力提供，它是系統能作振動的兩大要素之一，是系統廣義坐標的函式。線上性振動中，它是坐標的線性函式。
慣性力
慣性力是指當物體有加速度時（可以是加速階段，也可以是減速階段）時，物體具有的慣性會使物體有保持原有運動狀態的傾向，而此時若以該物體為參考系，並在該參考繫上建立坐標系，看起來就仿佛有一股方向相反的力作用在該物體上令該物體在坐標系內發生位移，因此稱之為慣性力。因為慣性力實際上並不存在，實際存在的只有原本將該物體加速的力，因此慣性力又稱為假想力。它概念的提出是因為在非慣性系中，牛頓運動定律並不適用。但是為了思維上的方便，可以假想在這個非慣性系中，除了相互作用所引起的力之外還受到一種由於非慣性系而引起的力——慣性力。
共振法
共振是指某一固有頻率的系統，在受到近似與該頻率相同的信號激勵下產生的振幅增強的振動。對工程地震而言，從共振效應的角度出發，只有在場地的自振周期和地震動周期相同或相近時，地震作用才會出現最大峰值，即發生共振作用。
強迫共振法是將一個周期變化的力或力矩施加到片狀或桿狀試樣上，監測試樣所產生的振幅，試樣振幅是驅動力頻率的函式，當驅動力頻率與試樣的共振頻率相等時，試樣的振幅達最大值。一旦測得試樣的共振頻，即可以從已知經典公式算出試樣模量以及試樣阻尼。強迫共振法儀器有很多種，如振簧儀、Du Pont980型動態力學分析儀、B& K複數模量儀等。
共振法是20世紀90年代前後發展起來的一種。新的液化地基加固方法，該方法利用振桿-土體系統共振時的振動效應，使土層與振桿同步振動，地面振動顯著放大，振動能量實現從振錘到振桿和周圍土中的最佳傳遞，振動密實效率增加，從而達到加固可液化地基的目。調整振動器的振動頻率，來達到土振動桿振動器系統的共振頻率，這樣振動能最有效地傳遞給周圍土體使土體獲得最佳的振動能量。
