三轴同步测试的重要性在于它能完整、真实地捕捉到地面振动在三维空间中的所有矢量信息,而这是单轴或分时测试无法做到的。这对于振动分析、评估和决策至关重要。
1.
振动本质上是三维矢量地面振动并非只在一个方向上发生。当一个振动事件(如施工、打桩、爆破、交通)发生时,它产生的振动波会以多种形式在地面传播,主要包括:
压缩波(P波):质点振动方向与波传播方向一致,通常速度*快。
剪切波(S波):质点振动方向与波传播方向垂直。
表面波(瑞利波、乐夫波):沿地表传播,能量衰减慢,对建筑物影响*大,其质点运动轨迹是一个三维椭圆。
如果只使用单轴传感器(通常只测量垂直方向),您会错过水平方向的振动能量,从而导致对振动总强度的严重低估和误判。
2. 准确评估振动对结构和人体的影响
不同的结构和人体对不同方向的振动敏感度不同。
对建筑物的影响: 垂直振动:主要影响楼板、梁等水平构件,可能引起居民不适(“楼板在抖”)。
水平振动:对建筑物的立柱、承重墙等竖向构件更为危险,是导致结构疲劳甚至损坏的主要原因。历史建筑、老旧房屋对水平振动尤其敏感。
只有三轴同步数据才能**评估振动对结构整体造成的应力和潜在风险。
对人体舒适度的影响:
ISO
2631等人体暴露于振动的评估标准明确要求同时考虑三个轴向的振动值,并通过加权计算来得出整体感知和舒适度评价。忽略水平方向会严重低估振动对人体的实际影响。
为什么不使用分次单轴测量?
有人可能会想,我用一个单轴传感器测三次(X, Y, Z方向)不也一样吗?**不行,原因如下:
非同步性:振动事件是瞬时的,每次振动的强度、频率都可能不同。分次测量得到的数据在时间上完全错位,无法进行矢量合成,计算结果毫无意义。
无法捕捉真实峰值:振动的*大峰值可能只出现一次,分次测量很可能在某一次测量中错过了全局*大峰值点。
效率低下:在同一地点进行三次布置和测量,工作量是三倍,且无法保证测试条件完全一致。