Page 42 - 《应用声学》2023年第2期

230 2023 年 3 月


1 1
֓ 1 T10 Pa
5
1
֓ 2.0
֓
ඵງ/m ֓ 2 3 1.5
֓
֓ 3 2
2 1.0
֓
4
֓
1 ᯱᡊ᩼(ඵࡏ) 4
֓
2 ᯱᡊ᩼(ොሥࡏ)                         0.5
3 ೈअԦ࠱ᯱᡊ᩼ (a) t=0.005 s (b) t=0.008 s (c) t=0.011 s (d) t=0.014 s
4 ೈअᣣ࠱ု᭧ฉ ඵࣱᡰሏ/m 0

5 ೈᮇԦ࠱ᯱᡊ᩼ 1
֓
5
֓ 5 -0.5
ඵງ/m ֓ 3 3 3 4 3 -1.0
֓
֓
4
֓ 4
֓ 4 -1.5
2
֓
2 2
֓ -2.0
                       
(e) t=0.017 s (f) t=0.020 s (g) t=0.023 s (h) t=0.026 s
ඵࣱᡰሏ/m
图 4 不同时刻声场声压分布情况
Fig. 4 Sound pressure distribution at different time
将式 (3) 的离散傅里叶变换作为在桩壁顶部施 噪声的影响，其中以路径 3 传播的噪声会由沉积层
加的垂直向下的不同频率简谐激振力。根据现场 以一定角度透射到气泡幕后水层。因此在邻近气泡
测量的打桩噪声的能量主要分布频段 [2−3] ，选取 幕的区域，较浅深度上的降噪值能够更好地体现气
50∼1500 Hz 频段内各频率成分对应的声场计算结 泡幕本身的降噪特性，较深水层上的降噪值则更能
果作为主要研究对象。 体现噪声的多途传播特性的影响。

2.2.1 气泡幕附近区域声场特性 由图 5(b)，在频率 850 Hz、气泡幕在水深 2 m
图5(a) 为频率 f = 800 Hz、气泡幕与桩体距离 处的降噪量达到峰值，为 44.3 dB，深度平均降噪
R = 20 m 时的气泡幕附近区域声场计算结果。结 值为 14.1 dB，因此该气泡半径为 7.3 mm 的气泡幕
合 2.1 节的分析，因为气泡幕对噪声的反射和吸收 的最佳降噪频率约为 850 Hz，与该气泡幕的共振频
效果，从水层中传播而来的打桩噪声以及部分从沉 率 [8] 大致相符。在700 ∼ 950 Hz 频段，气泡幕在水
积层辐射而来的噪声被阻隔在气泡幕内，气泡幕前 深2 m处的平均降噪量可达33.3 dB。
后 1.5 m 的声压级差值可达 40 dB 以上，气泡幕厚
2.2.2 降噪声场远距离传播特性
度内侧呈现出明显的驻波结构；仅有部分打桩噪声
以一定入射角度由海底沉积层透射到气泡幕后的 图6(a)、图6(b)分别为频率800 Hz时气泡幕布
水层中，经海面与沉积层的反射向远方传播。 放前后打桩结构辐射声场传播情况。可以明显看
图 5(b) 为不同频率下 R = 20 m 时气泡幕后 出，气泡幕有效地阻挡了来自水层以及部分从沉积
5 m 处的降噪值，其中的深度平均值是指气泡幕后 层辐射而来的打桩噪声，使气泡幕后的噪声声压级
5 m处整个水层深度(水深0 ∼ 18 m)上的降噪量在 明显减小。布放气泡幕后，有些噪声会由沉积层中
的能量平均值。可以看出该距离上较浅深度的降噪 桩体辐射到气泡幕后水层，其中部分马赫锥(图4 路
效果要明显优于靠近沉积层的深度，水深16 m处的 径 3) 会以一定角度经沉积层与海面不断反射向远
降噪值比水深2 m处平均低15.1 dB，这是因为较深 方传播，因此可以在图 6(b) 中观察到气泡幕后水层
水层会受到以路径 3 和路径 4(见图 4) 传播的打桩 中这部分噪声明显的反射结构。