JPH06240780A - 微小振幅振動制御用の防振溝 - Google Patents

微小振幅振動制御用の防振溝

Info

Publication number
JPH06240780A
JPH06240780A JP5460693A JP5460693A JPH06240780A JP H06240780 A JPH06240780 A JP H06240780A JP 5460693 A JP5460693 A JP 5460693A JP 5460693 A JP5460693 A JP 5460693A JP H06240780 A JPH06240780 A JP H06240780A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
groove
point
distance
depth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP5460693A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuya Fukumoto
達也 福元
Shigeo Kobayashi
茂雄 小林
Tetsuya Akaboshi
哲也 赤星
Masao Nakagawa
雅夫 中川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP5460693A priority Critical patent/JPH06240780A/ja
Publication of JPH06240780A publication Critical patent/JPH06240780A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Building Environments (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 関東ローム層のような粘性土地盤上の構造物
において、その基礎設置位置でひずみレベル10-6程度
の微小振幅振動の発生を抑止すること。 【構成】 粘性土地盤上にあって振動源からの距離(L
+l)の地点に設けられる構造物に対して、上記地点で
ひずみレベル10-6の微小振幅振動を抑止するために、
任意な幅で、深さ7.5m以下の防振溝を設けるに当た
って、防振溝とこの防振溝を設ける前記地点との距離l
を定め、実測により求めた前記地点の通常振幅値Lb
と、前記地点に設置される機器によりきまる許容振幅値
Laとの比から振動透過率εを求め、さらに前記地盤の
せん断波の伝播速度Vs及び振動源の振動周波数fを測
定することにより伝播波の波長λを求め、これら求めら
れた振動透過率εと伝播波の波長λとから ε=exp{−expk×(H/λ)}(但し、kは振
動源と溝との距離Lにより決まる係数)の式を満足する
深さHの防振溝を設置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、関東ローム層のような
粘性土で構成される地盤上に構造物を構築し、その内部
に微小な振動を嫌う設備を設置する際に、この設備の設
置領域外より伝搬してくる振動を減衰させ、基礎(嫌振
設備設置床)上で充分な効果を発揮させる目的で設置す
る際の微小振幅振動制御のための防振溝に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】一般に、高倍率電子顕微鏡、露光装置等
を備えた設備は微小な振動といえどもその機能を損なう
ものとして嫌うもの(以下嫌振設備という)であり、こ
の嫌振設備に対しその設置されている領域外から交通振
動など主としてランダムな周波数成分からなる振動、及
び工場振動等の主として単一周波数成分からなる振動を
減衰させることが必要とされる。そして上記振動を減衰
させるために設けられる空溝が防振溝として効果的であ
ると考えられている。
【0003】従来の防振溝の設置目的はおもに交通振動
や工場振動に対して、付近住民の生活環境を維持すると
いった公害防止であった。そのため、対象とする振動レ
ベルは60から70dB程度であり、また、防振対象と
なる範囲が比較的広範囲に及ぶことから振動制御の程度
はそれほど厳密なものではなく、例えば「溝より後方2
0mの地点で10dB程度の振幅の減衰率が期待でき
る」平均的効果を予測する技術しか要求されなかった。
したがって、防振溝は、振動源から溝までの距離、溝か
ら受振点までの距離を詳細に考慮しない、すなわち振動
源に対して溝より後方にある付近一帯の平均的な振動減
衰率を計算することにより設置していた。
【0004】従来技術の代表例としては国鉄(現JR)
の手法がある。ここでは溝の防振効果は溝深さ(H)と
伝搬波の波長(λ)に依存するとされている。すなわ
ち、防振効果の平均量を振動透過率で表すことにより、
理想地盤の場合、Hとλの比との関係を図2のように示
している。
【0005】ここでは半無限長にわたって設置された溝
の振動遮断メカニズムの概念は図3のように考えられ
る。表面波の主要伝播領域は、地表部の半波長深さより
浅い領域であることが知られており、溝の防振効果はあ
る波長で伝播する振動に対し、溝が深いほど振動遮断効
果は大きくなる。また、ある溝深さに対し、伝播してく
る波長が短い程主要伝播領域は浅くなり、同じ深さの溝
によって遮断される振動エネルギーの割合は大きくなる
ことは判明している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】今日の、エレクトロニ
クスおよびバイオ産業等の進展にともない、例えば半導
体工場の微細加工工程および検査工程において、その主
要機械の設置環境に微小な振動制限条件を課す場合が増
加している。防振溝はこれらの条件を満たすためにとり
うる一つの対策ではあるが、制限値が例えば、 3Hz以上で3μm というようにひずみレベルの小さい微小な振幅を対象と
するため、従来の公害振動を対象とした、広い範囲にわ
たって平均的に溝の効果を捕らえる設計法では精度的に
使用不可能となる。このような場合には前方Lmで発生
した振動に対して効果的な位置に空溝を設置するととも
に、その効果を深さHmを用いて、溝から1m離れた地
点でLaμmになるというように評価できる手法が必要
となる。
【0007】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたもので、振動源から溝までの距離(L)、溝から受
振点までの距離(l)を考慮した溝効果推定式の提案に
より、これらの明確な条件の元で数μmという微小振幅
の振動現象の制御が可能な防振溝の諸元を決定できるこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は粘性土地盤上ににあって振動源からの距
離(L+l)の地点に設けられる構造物に対して、上記
地点でひずみレベル略10-6の微小振幅振動を抑止する
ために、任意な幅で、深さ7.5m以下の防振溝を設け
るに当たって、防振溝とこの防振溝を設ける前記地点と
の距離lを定め、実測により求めた前記地点の通常振幅
値Lbと前記地点に設置される機器によりきまる許容振
幅値Lcとの比から振動透過率εを求め、さらに前記地
盤のせん断波の伝播速度Vs及び振動源の振動周波数f
を測定することにより伝播波の波長λを求め、これら求
められた振動透過率εと、伝播波の波長λから ε=exp{−expk×(H/λ)} (但し、kは
振動源と溝との距離Lによりきまる係数)の式を満足す
る深さHの防振溝を設置するものである。
【0009】
【作用】本発明によれば、振動源から溝までの距離
(L)、溝からの構造物設置点までの距離(l)を考慮
した振動透過率の計算により、簡易な計算から所定の効
果が得られる防振溝を設置することができる。
【0010】
【実施例】本発明では、まず実際の地盤において数種の
深さの溝を構築し、図5に示すように、振動源、溝、受
振点の位置関係条件の明らかな下で実測を行った。その
結果の代表例を図6に、実験諸元を図8に示す。さらに
この結果を正確にシミュレートできるFEM解析を用い
て、実験で網羅できなかった種々の条件も含めての防振
効果を確認することにより、それぞれのパラメータの関
係を定量化した。
【0011】さらにこれらL、l、及び溝深さH、振動
透過率、加振源の特性(加振周波数f)の関係図6を実
用的に定式化し、実際の設計の曲面で容易に扱えるよう
にそれぞれの効果を系統的に結び付けた。
【0012】以下本発明を図示の実施例に基づき詳細に
説明する。
【0013】図9は、実験実測及び数値解析により求め
た振動源である加振点−溝距離(L)毎の、溝の防振効
果の推定式である。εは振動透過率(溝後方のある地点
の、溝設置後の振幅と設置前の振幅の比)である。式中
の変数は、溝と受振点の距離(l)、溝の深さ(H)、
及び伝播波の波長(λ)である。これらの式を用いるこ
とにより、以下の手順によって、所定の条件を満たす溝
の諸元を求めることができる。
【0014】(イ)単一周期振動の場合 加振点が受振点に比較的近い場合、受振点と溝とを
レイアウト的に可能な限り近付けた場合について、溝と
受振点の距離(l)を決定する。
【0015】 実測または解析により求めた受振点に
おいて何も対策が施されなかったときの振幅値、すなわ
ち通常振幅値(Lb)と、設置機器により決まる許容振
幅値(Lc)とにより、必要となる振動透過率(ε)を
算出する。
【0016】 ε=Lc/Lb ・・・・・ (1) 加振特性(加振周波数;f)と対象地盤のせん断波
の伝播速度(Vs)を各地層毎に調査し、それらの関係
から伝播波の波長(λ)を求める。
【0017】 λ=Vs/f ・・・・・ (2) 図9に示した防振効果推定式にl及び式(1)、式
(2)で求めたε,λを代入し、必要溝深さ(H)を求
める。このとき、安全側の設計を行うため、3≦L<6
の場合はL=3の式を用い、6≦Lの場合はL=6の式
を用いるという様に、それぞれの適用範囲で下限となる
Lの式を用いるようにする。
【0018】(ロ)ランダム振動の場合 ランダム振動はそのフーリエスペクトルをとると、周波
数毎にあるフーリエ振幅を持つサイン波の複合体として
表すことが出来るが、ここでは図7に示すような1/3
オクターブバンドスペクトルを用い、ランダム振動を離
散的なバンド中心周波数毎に振幅を有する振動と考え
る。このように考えることにより、各周波数毎に単一周
波数の場合と同様の考え方を適用できる。すなわち、 防振溝施工対象地区にて地質調査(PS検層)を実
施し、対象地盤でのせん断波伝播速度(Vs)を調査
し、各周波数ごとの伝播波の波長λ(f)を求める。
【0019】 λ(f)=Vs/f ・・・・・ (3) 実測または解析により受振点の溝設置前(自然状
態)の変位振幅の1/3オクターブバンドスペクトルを
求め、周波数バンドごとのフーリエ振幅値であるLb
(f)を求める。
【0020】 防振効果推定式に、仮設置した溝諸元
の値(H,L,l)と式(3)より求めたλ(f)を代
入し、周波数バンド毎の振動と透過率ε(f)を求め
る。
【0021】 上記、溝設置前のフーリエ振幅値と溝
による振動低減式により、溝設置後の受振点での周波数
バンド毎のフーリエ振幅値を算定する。
【0022】 La(f)=ε(f)×Lb(f) ・・・・・ (4) 受振点での制限値が周波数毎に与えられている場合
は、その周波数に最も近い中心周波数でのLa(f)が
許容値を満足しているかどうかを判定する。また、オー
ルパスの絶対振幅での制限がある場合は図7で示した各
バンド中心周波数のLa(f)について2乗和平方根を
とり、オールパスでの最大振幅を求め、許容値を満足し
ているかどうかの判定を行う。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は設備外部
から入力される交通振動や、工場振動に対して、数μm
といったきびしい振動制限条件を持つ受振部での振動を
制御する手段として、防振溝を用いる場合の設計法につ
いて、その具体的方法を明らかにしたものである。本手
法を用いることにより、次に列挙する効果がある。
【0024】 受振点での制限値、加振源の周波数特
性の他、それぞれの位置関係をファクターとして取り込
むことにより、数μmといった緻密な振動現象の制御が
可能となる。
【0025】 受振点での制限値、加振源の周波数特
性の他、それぞれの位置関係により防振溝の仕様(位
置、深さ)が容易に決定できる。
【0026】 溝を構築する場所的な制限のある場合
も、その条件の下で、確実な効果の得られる深さの溝を
設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例において設けられる溝前後の断
面図である。
【図2】振動透過率(ε)と、溝深さと波長の比(H/
λ)の関係図である。
【図3】深さ(H)の防振溝で、波長(λ)の表面波を
遮断する場合のメカニズムを説明する概念図である。
【図4】防振溝の効果を求めるために行った実地盤での
実験の断面図である。
【図5】図4におけるNo1計測点での振幅とその他各
計測点での振幅の比を縦軸に、加振点からの距離を横軸
にとったグラフである。
【図6】振動透過率と加振周波数との関係を示す図であ
る。
【図7】1/3オクターブバンドスペクトルの一例であ
り、(a)溝設置前、(b)溝設置後のものを示す図で
ある。
【図8】振動源、防振溝、受振点と実験データとの関係
を示す図である。
【図9】実験実測及び数値解析により求めた振動源(加
振点)と溝との距離毎の溝の防振効果の推定式を示した
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 雅夫 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粘性土地盤上にあって振動源からの距離
    (L+l)の地点に設けられる構造物に対して、上記地
    点でひずみレベル略10-6の微小振幅振動を抑止するた
    めに、任意な幅で、深さ7.5m以下の防振溝を設ける
    に当たって、防振溝とこの防振溝を設ける前記地点との
    距離lを定め、実測により求めた前記地点の通常振幅値
    Lbと前記地点に設置される機器によりきまる許容振幅
    値Lcとの比から振動透過率εを求め、さらに前記地盤
    のせん断波の伝播速度Vs及び振動源の振動周波数fを
    測定することにより伝播波の波長λを求め、これら求め
    られた振動透過率εと、伝播波の波長λとから ε=exp{−expk×(H/λ)} (但し、kは
    振動源と溝との距離Lによりきまる係数)の式を満足す
    る深さHの防振溝を設置することを特徴とする微小振幅
    振動制御用の防振溝。
JP5460693A 1993-02-22 1993-02-22 微小振幅振動制御用の防振溝 Withdrawn JPH06240780A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5460693A JPH06240780A (ja) 1993-02-22 1993-02-22 微小振幅振動制御用の防振溝

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5460693A JPH06240780A (ja) 1993-02-22 1993-02-22 微小振幅振動制御用の防振溝

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06240780A true JPH06240780A (ja) 1994-08-30

Family

ID=12975402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5460693A Withdrawn JPH06240780A (ja) 1993-02-22 1993-02-22 微小振幅振動制御用の防振溝

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06240780A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002294902A (ja) * 2001-03-30 2002-10-09 Sekisui Chem Co Ltd 建物の振動対策法
KR101354071B1 (ko) * 2011-11-29 2014-01-23 목포해양대학교 산학협력단 공명통 매립을 이용한 지진파 방진벽
CN104897276A (zh) * 2015-06-24 2015-09-09 大连理工大学 一种基于差值波谱分析的隔振沟动态监测装置及方法
CN104947721A (zh) * 2015-06-12 2015-09-30 广州市地下铁道总公司 一种地铁车辆段试车线复合隔振屏障
CN108442417A (zh) * 2018-04-25 2018-08-24 华东交通大学 带压密注浆和变深度的隔震沟
CN109269452A (zh) * 2018-09-27 2019-01-25 武汉康普常青软件技术股份有限公司 一种基于dvs的振动源与传感通道垂直距离的近似计算方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002294902A (ja) * 2001-03-30 2002-10-09 Sekisui Chem Co Ltd 建物の振動対策法
KR101354071B1 (ko) * 2011-11-29 2014-01-23 목포해양대학교 산학협력단 공명통 매립을 이용한 지진파 방진벽
CN104947721A (zh) * 2015-06-12 2015-09-30 广州市地下铁道总公司 一种地铁车辆段试车线复合隔振屏障
CN104947721B (zh) * 2015-06-12 2017-01-18 广州地铁集团有限公司 一种地铁车辆段试车线复合隔振屏障
CN104897276A (zh) * 2015-06-24 2015-09-09 大连理工大学 一种基于差值波谱分析的隔振沟动态监测装置及方法
CN108442417A (zh) * 2018-04-25 2018-08-24 华东交通大学 带压密注浆和变深度的隔震沟
CN109269452A (zh) * 2018-09-27 2019-01-25 武汉康普常青软件技术股份有限公司 一种基于dvs的振动源与传感通道垂直距离的近似计算方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Alzawi Vibration isolation using in-filled geofoam trench barriers
Smith et al. Acoustic emission sensing of pipe–soil interaction: full-scale pipelines subjected to differential ground movements
Yuan et al. Closed-form analytical solution for vibrations from a tunnel embedded in a saturated poroelastic half-space
Moussa et al. Numerical evaluation of buried wave barriers performance
JPH06240780A (ja) 微小振幅振動制御用の防振溝
Watts The generation and propagation of vibration in various soils produced by the dynamic loading of road pavements
JP6240842B2 (ja) 地盤振動低減工法
Kuzniar et al. The ratio of response spectra from seismic-type free-field and building foundation vibrations: the influence of rockburst parameters and simple models of kinematic soil-structure interaction
Hildebrand Countermeasures against railway ground and track vibrations
Coulier et al. Stiff wave barriers for the mitigation of railway induced vibrations
Kaláb et al. Evaluation of seismic effect of traffic-induced vibrations
JP3006704B2 (ja) 表層地盤の地震動増幅特性の評価方法
Zhang et al. Statistical approach to determining ground vibration monitoring distance during pile driving
Lukpanov et al. Vibration monitoring as a method for assessing the pile driving-induced impact in restrained urban conditions
Fernández-Ruiz et al. Concrete wave barriers to mitigate ground vibrations induced by railway traffic: a three-dimensional numerical study
Kolesnikov et al. Attenuation of the soil vibration amplitude at pile driving
Amick et al. The role of buildings and slabs-on-grade in the suppression of low-amplitude ambient ground vibrations
Jedele Energy-attenuation relationships from vibrations revisited
Crabb et al. Prediction of groundborne vibration from vibrating rollers
Jean et al. Reducing ground borne noise due to railways. Part II: mitigation measures
Idczak et al. Vibration transmission analysis through mounting elements of wall cladding panels
Bednarz et al. Application of finite elements method in the design of road located in the densely built-up residential area
Choi et al. Low-frequency Vibration and Noise Control in Sandwiched Composite Locally Resonant Metamaterials-embedded Plate Structures
Naghizadeh Vibration Screening in Homogeneous Soil
JP2017186823A (ja) 地盤振動防止構造体の構築方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20000509