CC BY
9
плений от санитарных требований, впоследствии превращаются в постоянные. Построенные в основном для временного проживания строителей, они не всегда располагаются в благоприятных санитарных условиях.
Поселки, строящиеся как часть будущих городов, должны размещаться, строиться по общим генеральным проектам этих городов, утвержденным надлежащими органами, с обеспечением всех видов коммунального благоустройства: водопроводом, канализацией, очистными сооружениями и т. д. Планировка, жилые здания, зонирование, озеленение и т. д. — все это должно соответствовать принципам современного советского градостроительства.
В случае, если город или крупный поселок располагаются в верхнем бьефе водохранилища, которое может быть использовано в будущем в качестве источника водоснабжения, следует обращать особое внимание на места водозаборов и спуска сточных вод. В равной мере это относится к размещению пристаней, вокзалов, портов, судоремонтных заводов, мастерских и т. д.
Сооружение в нашей стране крупнейших гидроузлов стало возможным благодаря исключительно высокой советской технике. Механизация и стандартизация при строительстве гидроузлов достигли необычайных масштабов. Для осуществления такой механизации в районе гидросооружений строятся крупные заводы — бетонные, машиностроительные, кирпичные и т. д. Санитарные органы должны относиться к промышленному строительству с большим вниманием, учитывая, что промышленные предприятия могут остаться после окончания гидростройки как центры местной промышленности; поэтому при выборе промышленных площадок необходимо соблюдать все санитарные нормы и требования, предусмотренные нашим законодательством.
тйг
П. И. Леушин
Определение ширины защитной зоны около промышленных и транспортных источников
вибрации
Из Ленинградского научно-исследовательского санитарно-гигиенического института
Вибрации и сотрясения зданий, вызываемые работой промышленных машин или движением уличного транспорта, являются с точки зрения коммунальной гигиены вредными факторами.
Вопрос об определении ширины защитной зоны между источником возникновения вредных вибраций или сотрясений и охраняемым сооружением, колебания которого нежелательны, имеет большое практическое значение при планировке новых городских кварталов. Для решения этого вопроса следует в первую очередь определить распространение упругих колебаний в форме поверхностных волн.
Энергия упругих колебаний, распространяющихся по земной поверхности, убывает с удалением от источника колебаний на расстояние г по экспоненциальному закону:
е ~аг, (1)
где Е — энергия колебаний на расстоянии г, с—некоторый постоянный множитель, е — основание натуральных логарифмов и <*— коэфициент поглощения энергии колебаний грунтом.
Г
Убыль энергии происходит вследствие распределения ее на все большей площади вокруг источника и вследствие поглощения ее проводящей средой.
Так как энергия Е колебаний пропорциональна квадрату амплитуды х2, то, пользуясь формулой (1), можно определить величину коэфициен-
Рис. 1
та поглощения а, если известны значения амплитуд хх и х2 в двух точках на расстояниях Г\ и г2 от источника колебаний. Амплитуды х-, и х2 определяются вибрографом. Подставляя в формулу (1) вместо
Е квадраты найденных значений амплитуд х] и х2 и беря отношение ~ ,
будем иметь:
=¿1/^ ■ 1-2'('>-Г1) (2) Х1 У Г2 1
Отсюда коэфициент поглощения а будет равен:
Мй'/Р (3)
а (Гг — Г^ые
Определив из наблюдений амплитуды колебаний грунта в двух точках около какого-либо источника сотрясений, по формуле (3) можно вычислить коэфициент поглощения этих колебаний. Зная для данной местности коэфициент поглощения я, по формуле (2) можно вычислить амплитуду колебаний грунта в любой точке местности, если известна
амплитуда колебаний в данной точке. Практически легко определять амплитуду колебаний Х\ вблизи источника, так как для этого не требуется высокочувствительного вибрографа.
Принимая амплитуду колебаний грунта на расстоянии 1 м от источника (л = 1 м) за хи мы, пользуясь формулой (2), составили графики численных значений — в процентах для различных расстояний г2,
выраженных в метрах, и для разных коэфициентов поглощения а (рис. 1).
Ввиду того что мощность и размеры различных агрегатов, вызывающих при работе колебания грунта, могут оказывать некоторое влияние на степень уменьшения амплитуды с удалением от источника колебаний, мы сочли целесообразным получить из натурных наблюдений численные значения коэфициентов поглощения колебаний от некоторых промышленных и транспортных источников вибраций.
Для территории Ленинграда состав и свойства грунта изменяются незначительно от одного участка к другому. Поэтому, если мы будем знать из натурных наблюдений коэфициент поглощения колебаний, распространяющихся от одного какого-либо агрегата, то без большой погрешности можно пользоваться им и для другого такого же агрегата, установленного в другом месте города.
Результаты наших наблюдений и вычислений коэфициентов поглощения упругих колебаний, распространяющихся в грунтах Ленинграда при работе различных промышленных установок и при движении городского транспорта, приведены в табл. 1.
Таблица 1. Коэфициенты поглощения упругих колебаний, распространяющихся в грунтах при работе различных машин
Источники вибраций Характер Амплитуды колебаний грунта х1 и х2 на расстояниях г1 и г2 . 1 >>\о и я о ш 3 ч о 05 ° _ 'Л ™ г 3 И
колебаний к со О. Н 4> 3 С в х1 в микронах X га о. н V Я от V. о х2 в микронах 5|<а 1г «г Е( в ло г »5 Ч О о О ЬЙ с И
Трамвайный поезд из двух четырехосных вагонов при прохождении рельсового стыка со скоростью 25 км/час Вертикальные 1,0 1,0 1,0 13,5 14,4 23,7 15,2 42,0 42,0 1,16 0,92 2,24 0,034 0,086 0,140 0,154 0,043 0,024
Грузовой автомобиль при движении по асфальтовой мостовой со скоростью 30 км/час Вертикальные Горизонтальные 3,5 3,5 6,0 2,6 10,0 10,0 2,3 1,0 0,046 0,040 0,134 0,133
Поршневый двухцилиндровый компрессор производительностью 6 ООО м3 воздуха в час с давлением 6 ат. Совершает 187 циклов в минуту Горизонтальные 6,0 74,5 150,0 9,0 0,31 0,007
Лесопильная рамная пила с кривошипным шатунным механизмом Вертикальные Горизонтальные 2,0 2,0 88,2 154,4 750,0 750,0 10,0 17,5 0,25 0,25 0,007 0,010
Кузнечный молот весом 450 кг Вертикальные 1,0 53,7 30,0 8,5 0,20 0,010
2 Гигиена и санитария. № 6
9
Данные табл. 1 показывают, что хотя численные значения коэфи-циентов поглощения колебаний от разных источников и разнятся между
собой, но это различие объясняется в основном не свойствами грунтов, а неодинаковыми значениями периодов вынужденных колебаний. Если изобразить графически зависимость найденных нами коэфициентов поглощения а от периодов вынужденных колебаний Гр, то получится кривая, изображенная на рис. 2. Уравнение этой кривой имеет вид: а Тр=В. Оно показывает, что коэфициенты поглощения колебаний в грунте обратно пропорциональны квадрату их периода.
Численное значение постоянного члена В определяется свойствами грунта. В табл. 2 показаны численные значения величины В, полученные на основании наших наблюдений для тех участков, где были сосредоточены источники колебаний. Как видно из-табл. 2, порядок величин В получился один и тот же для всех определений, что подтверждает наличие почти одинаковых условий в местах расположения указанных источников вибраций.
Таблица 2. Значения величин В = характеризующих поглощение энергии колебаний в грунтах Ленинграда
Источник вибрации Вертикальные колебания Горизонтальные колебания
Трамвайный поезд . . 32-10"5 —
Грузовой автомобиль 28-Ю"6 21-Ю-5
Поршневый компрессор — 67-Ю"5
Лесопильная рама . . 44-Ю-5 62-Ю"5
Молот ........ 18-Ю-6 —
Данные о составе грунтов на участках расположения выбранных нами источников вибраций, полученные бурением, показывают, что существенной разницы в составе грунтов не имеется, несмотря на значительные расстояния между пунктами наблюдений.
Таким образом, наши наблюдения показали возможность применения приведенных выше формул для приближенной оценки радиуса распространения в грунтах Ленинграда упругих колебаний от мощных промышленных и транспортных источников вибраций.
Применим приведенные рассуждения к нахождению амплитуды колебания почвы на расстоянии 10 м от ковочного молота. При пользовании графиками рис. 1 необходимо знать амплитуду колебаний хх на расстоянии 1 м от молота. Это нетрудно сделать при помощи механического вибрографа. Соответствующее измерение показало, что на расстоянии 1 м от молота средняя максимальная амплитуда колебаний при его работе равна ^1= 0,060 мм, а период их 7р = 0,18 секунды. Численное значение коэфициента поглощения а находим из графика
Рис. 2
(рис. 2); а = 0,013. Следовательно, на расстоянии 10 м от молота амплитуда колебаний будет равна, согласно графику на рис. 1 : х2 =0,36- 0,060=0,018 мм = 18ц.
Фундаменты фасадных стен зданий, расположенных на таком же расстоянии от молота колеблются с амплитудой такого же порядка. На пятом этаже амплитуда колебаний оказалась равной 90 ц.
Казалось бы, что такие небольшие амплитуды колебаний не должны оказывать какого-либо заметного влияния на здания и на проживающих в них людей. В действительности же это предположение не оправдывается. Непосредственные наблюдения убеждают нас в том, что даже в зданиях весьма солидной конструкции, расположенных вблизи источников вибраций, наблюдающиеся колебания причиняют значительное беспокойство проживающим в них людям, а в некоторых случаях они действуют разрушительно на здания.
Сотрясения, передаваемые от кузнечного молота на расстояния до 10 м, можно сравнить по силе их воздействия на здания с землетрясением в 6 баллов. Рассмотренный нами пример показывает, что 10-метро-вое расстояние между фундаментом под молотом и жилым ломом явно недостаточно.
Возникает вопрос, каково должно быть это расстояние, чтобы вибрация в здании не ощущалась. Согласно нашим наблюдениям, в жилом доме будет незаметной вибрация, для которой произведение амплитуды колебаний на частоту, пропорциональное колебательной скорости, будет меньше 0,003 см/сек, т. е. х2п < 0,003 см/сек. В нашем случае п = 5,5; следовательно, для удовлетворения этого условия амплитуда х2 должна быть не более 2,7 ц. Согласно рис. 1 при коэфициенте поглощения а =0,015 отношение допускаемой амплитуды х2 к амплитуде
х 2 7
на расстоянии 1 м хг, равное -у- = =0,045 = 4,5%, будет
иметь место на расстоянии 110 м. Такой ширины должен быть радиус защитной зоны между кузнечным молотом и жилым домом.
В заключение мы сделали попытку определить с помощью предложенных формул и графиков радиусы защитных зон для тех вибраций,
Таблица 3. Значение радиусов защитных зон для различных источников вибраций (вычисленные и наблюденные)
Наименование источника вибрации Ширина защитной зоны в м (вычисленная) Ширина защитной зоны в м (наблюденная)
Трамвай ................ 49 Около 40
Грузовой автомобиль ......... 32 ■ 40
Горизонтальный поршневый компрессор 265 . 250
Рамная пила ............. 305 . 250
110 . юо
которые порождаются указанными выше источниками. Полученные данные приведены в табл. 3, где для некоторых случаев указаны также действительные расстояния, на которых искомые колебания отсутствовали.
Как видно из табл. 3, ширина защитных зон, вычисленная по предлагаемой схеме, весьма близка к наблюденным значениям.
2*
И
