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广 东 省 地 方 标 准
DB44/T 2838—2026
堤防振动测试技术规程
Technical specification for levee vibration testing
2026 - 03 - 20 发布 2026 - 06 - 20 实施
广东省市场监督管理局 发 布
前 言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由广东省水利厅提出并组织实施。
本文件由广东省水利标准化技术委员会(GD/T 139)归口。
本文件起草单位：广东省水利水电技术中心、广东省水利水电科学研究院、华北水利水电大学。
本文件主要起草人：叶合欣、黄锦林、张建伟、任启伟、曹克磊、靳晓兵、罗日洪、邓飞、李火坤、徐丹丽、江琦、黄蔚、侯鸽、刘乐吟、杨茗淳、李智睿
堤防振动测试技术规程
1 范围
本文件规定了堤防振动测试基本规定、仪器设备、现场测试、振动信号数据处理与分析、测试报告编制等工作内容和技术要求。
本文件适用于环境激励条件下已建堤防(包括穿堤建筑物和构筑物)的振动测试。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 4208 外壳防护等级(IP代码)
GB/T 14412 机械振动与冲击 加速度计的机械安装
GB/T 29716 机械振动与冲击 信号处理
GB/T 32335 机械振动与冲击 振动数据采集的参数规定
HJ 918 环境振动监测技术规范
JJG 644 振动位移传感器检定规程
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
堤防振型 levee vibration mode
堤防结构在某一固有频率下振动时，结构各部位的位移、速度或加速度分布规律。
3. 2
随机振动 random vibration
对未来任意给定时刻，其瞬时值不能预先确定的振动。
3. 3
振动响应 vibration response
结构受流体、设备运行、爆破、交通荷载等动力作用时所产生的振动行为和特性，包括动位移、速度、加速度和动应变等。
3. 4
环境激励 ambient vibration
利用自然环境或运行工况的扰动作为激励源的一种激励方式，如流体、设备运行、爆破、交通荷载等作为振动系统的激励源。
3. 5
振型节点 node of vibration mode
结构在某阶固有频率下振型与原来形状的交汇节点。
3. 6
模态参数 modal parameter
振动系统的各阶固有频率、振型、模态阻尼等特征参数。
3.7
工作模态识别 operational modal identification
利用环境激励下结构的实测振动响应获取结构自身振动特性的方法。
3. 8
模态定阶 modal order determination
确定结构系统振动模态阶次或模态数的过程。
3. 9
增益 gain
放大器放大信号的倍数。
4 基本规定
4,1 一般规定
4.1.1 振动测试物理量包括振动加速度、振动速度、振动位移等。
4.1.2 堤防振动测试工作，应优先采用成熟的先进技术和设备，设备应在校准有效期内，并应满足 JJG
644 的相关规定。
4.1.3 振动测试不应影响堤防安全运行。
4.1.4 振动测试过程中发现振动测试信号异常时，应分析产生原因，必要时开展重复性验证测试工作。
4.1.5 堤防振动测试应按附录 A 的流程进行。
4.1.6 原始资料及测试成果应整编归档。
4.2 基础资料收集
4.2.1 进行堤防振动测试之前，应对堤防历史情况、现状和运行环境条件进行现场调查，收集堤防基础资料和测试现场环境资料。
4.2.2 堤防基础资料收集宜包括以下内容：
a) 工程概况、结构型式等;
b) 竣工资料，主要包括竣工图纸、岩土体物理力学指标等;
c) 监测、日常检查、病害处理等运行资料。
4.2.3 测试现场环境资料宜包括以下内容：
a) 爆破、打桩、堤顶过车、埋管(涵)过流激振等振源资料;
b) 对堤防振动测试有影响的干扰源资料;
c) 天气、温度、土壤湿度等资料;
d) 影响现场测试人员人身安全的周边环境资料。
4. 3 测试方案编制
4.3.1 根据测试目的和要求，应制定完备的测试方案，并在现场测试过程中根据实际情况进行必要的修正和补充。
4.3.2 测试方案应包括以下主要内容：
a) 测试目的及任务;
b) 测试物理量;
c) 测试仪器设备;
d) 测试工况;
e) 测试传感器布置图;
f) 传感器的安装及固定方法;
g) 测试具体实施步骤和程序;
h) 安全措施;
i) 应急预案。
4.3.3 现场测试前宜根据堤防结构型式和激振源特点编制测点布置方案，选定传感器布设位置及数量，对传感器进行编号，标出测点位置及坐标，并画出测点布置图，测点布置参见附录 B。测点布置方案宜满足以下要求：
a) 振动传感器应布置于堤防结构的振动敏感部位(能反映整体及主要部位动态响应)，不宜设置在附属结构上;宜优先选择振动响应显著且便于安装的位置布设，确保数据采集有效性和可维护性;
b) 振动传感器测试点的位置和数量应满足确定堤防振型的要求，测试前宜根据经验或数值计算的振型合理确定传感器的数量和位置;
c) 测试断面不应少于 1 个，每个测试断面不应少于 3 个测试点;
d) 振动传感器宜避免布置于结构振型节点处，测振方向应与测试对象所需测试的振动方向一致，测试过程中不应产生倾斜和附加振动;
e) 当因测试仪器数量不足或其他因素需多次测试时，可采用移动测点法测试，每次测试中应至少保留一个共同的参考点，参考点位置应避开拟测振型的振型节点;
f) 振动传感器宜布置在安全且可避开人为干扰的位置;
g) 振动传感器测量方向应以水平横河向为主，堤防险段、迎流顶冲等重要位置宜布置成水平顺河向、水平横河向和竖向三个方向。
5 振动测试仪器设备
5.1 测试仪器设备
5.1.1 包括传感器、信号传输线、数据采集系统、振动信号分析系统、供电设备等。
5.1.2 应具有防水、防潮、防尘、防风、防晒、防磁和防振等保护措施。
5.1.3 应具有振动位移、速度、加速度等数据采集、存储及基础数据分析功能。
5.1.4 应便于携带、安装、操作，具有适应野外工作环境的性能。
5.2 传感器
5.2.1 传感器外壳防护等级应满足 GB/T 4208 中 IP66 相关要求。
5.2.2 应根据振动特性采用与堤型相适应的精度和灵敏度的低频振动传感器。分辨率要求：位移传感器为 10-7m～10-6m，速度传感器为 10-7m/s～10-6m/s，加速度传感器为 10-6m/s2～10-4m/s。
5.2.3 应根据经验或数值计算确定的主要振动频率选择传感器类型，当主要振动频率在 30 Hz 以内时，选用位移传感器;30 Hz～100 Hz 时，选用速度传感器;100 Hz 以上时，选用加速度传感器。
5.2.4 应根据环境激励源诱发堤防振动的荷载及本身的振动特性，判别堤防的振动量级，选定振动传感器类型并调整测试仪器设备的量程，最大值宜落在量程的二分之一至三分之二之间。
5.3 信号传输线
5.3.1 有线信号传输线应采用专用屏蔽电缆线，应具有防水、绝缘性能。
5.3.2 无线传输设备应避开强电磁干扰源。
5.3.3 所有连接应牢固可靠，线缆接头处应绝缘屏蔽，宜采用套管保护。
5.4 数据采集系统
5.4.1 应具有多通道、远距离采集振动物理量信号的功能，并与相应信号分析系统兼容。数据采集系统应满足 GB/T 32335 的相关规定。
5.4.2 宜采用 24 位高精度模数转换(A/D)采集模块的多通道数字采集与数据存储系统，具有有线和无线接口，内置存储系统，配备可更换电池，电池容量应确保无外接电源时能正常工作。
5.5 振动信号分析系统
5.5.1 振动信号分析系统应具有多通道数据采集和数字信号处理功能。信号分析系统应满足 GB/T 29716 的相关规定。
5.5.2 数字信号处理宜包括以下内容：
a) 时域分析中的数字滤波、波形截取、通道分离、数字积分/微分、峰值计数、时域统计分析、自相关分析、互相关分析、概率分析等;
b) 频域分析中的快速傅里叶变换、自功率谱分析、互功率谱分析、三维谱阵分析、传递函数分析、相干函数分析等。
5.6 供电设备
5.6.1 应具备维持现场测试仪器设备持续、稳定工作的供电能力。
5.6.2 应定期检查和维护备用电源。使用前应检查备用电源的电池容量和充电状态，确保其能够正常工作。
5.6.3 备用电源应具备满足现场测试仪器设备连续、稳定工作不少于 6 h 的能力。
6 现场测试
6. 1 测试工作环境要求
6.1.1 现场工作环境应具备安装、调试、更换、运行条件和正常工作的温度与湿度。
6.1.2 现场测试应避开外界干扰振源，避免强电磁、噪声干扰。
6.1.3 测试仪器设备应良好接地，消除噪声干扰。
6. 2 测试准备工作
6.2.1 应根据振动激励源特性选定合适的采样频率和采样时间。
6.2.2 应对测试环境噪声进行测量、记录和分析。
6.2.3 数据采集前应对通道的连接状态和信号进行检查，检查传感器是否失灵、信号传输线插头是否松脱、传感器安装方向是否正确等，并通过采集、显示及波形检查，确定各通道的连通性、增益参数及相位一致性。
6.3 传感器安装
6.3.1 应对传感器等进行标定。
6.3.2 传感器的安装应按照 GB/T 14412 和 HJ 918 的规定执行，并符合以下要求：
a) 传感器应按使用说明书及振动测试要求的位置和方向安装;
b) 传感器安装位置的接触面应保持清洁与平整，其平整度应符合传感器的安装要求;
c) 传感器的安装步骤为：首先将制作的辅助测量装置(应采用不锈钢或镀锌钢等不易锈蚀材料，具体尺寸见附录 C)固定在测点布置位置，随后将传感器用螺栓或磁吸固定于辅助测量装置上，再将信号传输线与传感器连接;
d) 传感器安装完毕后，通过信号传输线与数据采集仪相连，信号传输线与传感器连接的部分不得受力，宜用塑料胶带等将信号传输线固定于被测试结构表面(对于无线传输则忽略该步骤)，避免信号传输线移动。
6.3.3 传感器安装完毕后，应绘制传感器布置图，内容包括传感器型号及布置位置、传感器编号、各传感器对应的信号传输线编号、放大器编号、测量通道编号等。
6.4 振动数据采集
6.4.1 采集前应设置信号采集参数，包括采样频率、采样时间、传感器灵敏度、信号采集系统量程、增益参数等。采样频率应按照 GB/T 32335 的规定执行，宜高于堤防振动信号成分中最高频率(分析频率)的 2.56 倍，通常采用 50 Hz~200 Hz 的采样频率;采样时长应能充分保证所测振动具有代表性，单个工况采样时长不宜小于 10 min;对于间歇性振源(如爆破、突发过流)，采样时长应覆盖振源作用全过程及振动衰减阶段。
6.4.2 利用环境激励源，对堤防进行多通道同步振动测试及数据采集。采集过程中应对振动信号数据进行合理性分析，可根据附录 D 判断测试信号质量，发现异常时应重新测试。
6.5 测试记录
6.5.1 测试记录应包括以下内容：
a) 工程名称、测试地址及桩号、堤防类型、测试参数、测试方向;
b) 测试仪器设备名称、型号、编号;
c) 测试工况;
d) 传感器测点布置(包括传感器位置布置图及对应的数据采集仪通道号、传感器测点编号、现场录制视频和照片);
e) 原始实测振动时程曲线;
f) 测试过程情况说明(包括现场测试环境、测试条件、情况描述等);
g) 测试人员、校核人员、测试日期、测试单位。
6.5.2 测试记录应以表格形式记录现场测试情况，见附录 E。
6.5.3 测试采集的原始信号数据和振动测试资料记录应保存完整，使用可靠的存储设备保存，按相关规定存档。
7 振动信号数据处理与分析
7.1 预处理
7.1.1 在进行振动信号数据分析前，应对原始振动测试信号数据进行预处理。
7.1.2 预处理应包括以下内容：
a) 振动信号的物理量单位标定及所测试物理量的转换;
b) 消除直流分量和趋势项;
c) 滤波处理;
d) 采样数据重构(重采样)。
7. 2 时域分析
7.2.1 振动信号应按各态历经的平稳随机过程进行时域分析。
7.2.2 时域分析宜包括以下内容：
a) 信号降噪;
b) 选择合适的概率分布函数和概率密度函数进行分析;
c) 所测物理量的时域指标统计，包括振幅最大值、最小值、时均值、方差、均方差;
d) 相关分析，包括自相关分析和互相关分析。
7.2.3 振动位移、振动速度、振动加速度三者之间可采用微积分法进行换算，但应消除趋势项并进行滤波处理。
7.3 频域分析
7.3.1 频域分析应按照随机振动信号频率处理方法进行，主要分析内容包括信号的傅里叶变换、频谱分析(自谱分析和互谱分析)。
7.3.2 采用傅里叶变换分析或频谱分析时应按照 GB/T 29716 的规定执行，每个测点的样本数据不应少于 1024 个，宜采用可减少信号频谱泄漏问题的海宁窗进行处理。
7.3.3 频域上的总体平均次数不应小于 32 次，数据长度的重叠率不宜小于 50%。
7,4 工作模态识别
7.4.1 工作模态识别可以采用时域识别法、频域识别法和时频域识别法。
7.4.2 在工作模态识别过程中，应进行模态定阶并剔除虚假模态。
7.4.3 工作模态定阶可采用奇异熵和稳定图法确定模态阶次。
7.4.4 应采用不少于 2 种工作模态识别方法对堤防振动模态参数进行识别，并对不同方法的识别结果进行对比验证，确保识别结果的准确性。
7.5 传递路径分析
7.5.1 传递路径分析可采用传递熵、信息传递率或声强法。
7.5.2 传递路径分析过程中，在有限测点振动数据情况下可结合数值分析方法反演更多典型测点数据。
7.6 测试成果分析
7.6.1 测试物理量宜采用图、表、曲线表示，绘制测试物理量过程线图、各测点的测试物理量在时间和空间上的分布特征图、各测点测试物理量之间的相关关系图，对异常结果应分析原因。
7.6.2 分析堤防振动时域特征、频域特征及工作模态参数，并结合录像、照片及堤防工作状态，描述堤防振动特性。
7.6.3 将测试成果与理论分析成果或以往测试资料进行对比分析，评估堤防的运行状态，并对堤防的运维管理提出建议。
8 测试报告编制
8. 1 整理收集的基础资料、振动测试记录资料及其他与振动测试有关的资料和技术文件。
8. 2 整理校核测试原始资料。
8.3 原始测试数据应整理汇总并附上振动测试记录说明，形成电子文件后进行备份存储。
8.4 测试报告编写要求见附录 F。
A
A
附 录 A
(规范性)
堤防振动测试流程
堤防振动测试流程见图A.1。
图A.1 堤防振动测试流程图
B
B
附 录 B
(资料性)
振动测点布置示意
B.1 振动测点平面布置见图 B.1。
标引序号说明：
L——振动测试堤段长度;
d——将振动测试堤段长度L等分时的等分数。
图B.1 振动测点平面布置示意图B.2 振动测点立面布置见图 B.2。
图B.2 振动测点立面布置示意图
C
C
附 录 C
(资料性)
传感器放置方法
C.1 土质表面传感器放置方法示意见图 C.1。
标引序号说明：
1——传感器;
2——辅助测量专用底座装置。
图C.1 传感器放置示意图C.2 辅助测量装置参见图 C.2。
图C.2 辅助测量装置示意图
D
D
附 录 D
(资料性)
测试信号质量情况对比
D.1 当环境激励稳定时，采集的信号为平稳随机波动，如图 D.1 所示。
D.2 若采集的信号波形中突然出现较大波动，如图 D.2 所示，应检查测试过程中是否出现人员活动、车辆行驶、机械启闭等人为干扰或强风、降雨等环境干扰。
D.3 若采集的信号出现零点漂移(图 D.3)或基线偏离(图 D.4)等，应检查传感器或放大器是否已校准或传感器频率范围是否适用，以及传感器周围是否存在环境干扰等。
图D.1 正常平稳随机振动波形
图D.2 含较强噪声振动波形
图D.3 零点漂移振动信号图
图D.4 基线漂移振动信号图
E
E
附 录 E
(资料性)
振动测试记录表
振动测试记录表见表E.1。
表E.1 振动测试记录表
F
F
附 录 F
(资料性)
振动测试报告编制提纲
F.1 测试报告由封面、扉页、目录、正文、附件等部分组成。
F.2 测试报告正文应包含以下内容：
a) 前言;
b) 工程概况;
c) 测试依据和基本资料，包括测试目的、测试方法、测试物理量、仪器设备型号及技术指标、测试依据的技术标准等;
d) 测试工况和测点布置;
e) 振动信号数据处理与分析;
f) 结论和建议;
g) 附图和附表。
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堤防振动测试技术规程
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