Om strukturlyd knyttet til utbygging og drift av tunneler

Prosjektbeskrivelse

Bakgrunn

Det eksisterer ikke en detaljert nasjonal metode for å beregne vibrasjoner og strukturlyd fra samferdsel. Flere konsulentfirma, inkludert Multiconsult, har egne metoder i dag, men det er ikke samarbeid på tvers eller koordinering av hvordan beregninger skal utføres. En omforent metodikk vil være nyttig for rådgivere, og skape forutsigbarhet for byggherre og entreprenør. Hensikten er å kunne estimere lydnivåer i nærliggende bygg. Ved utbygging vil det være aktuelt å varsle berørte beboere dersom estimatene viser overskridelse av grenseverdier. For driftssituasjonen er estimatene grunnlag for dimensjonering av tiltak på eller ved kilden.

Innhold til masteroppgaven

Masteroppgaven har mål å støtte opp om etablering av en teknisk spesifikasjon som nevnt over. Vi foreslår følgende innhold og avgrensninger:
1. Litteraturstudie om geologiens innvirkning på utbredelse av vibrasjoner og strukturlyd, hvor målet er en oversikt over effekt på utbredelse av bølger som skaper strukturlyd i typiske norske grunnforhold. Dette kan inkludere en karakterisering av type bølger (P-bølger og varianter av S- bølger) som gjør seg gjeldende. Av særlig interesse er informasjon om energitap/dissipasjon/materialdemping i mediet (altså tap utover geometrisk demping), muligheter for differensiering av dette tapet basert på materialkarakteristikker/-kvalitet, effekt av lagdeling, og impedansovergang mellom berg og løsmasser.
2. Multiconsult besitter flere sett av relevante lyd- og vibrasjonsmålinger med varierende avstander til kilden. Kunnskap hentet fra litteraturstudien vurderes opp mot disse måledataene i lys av karakteristikken til geologien i aktuelle områder. Her ser vi for oss analyse av amplitudenivåer i frekvensdomenet som relative endringer over gitte avstander, uavhengig av vibrasjonskilde samt modellering. Hvilke geologiske karakteristikker som ser ut til å ha mest betydning, og om det er forhold man i praksis kan se bort fra, er sentrale spørsmål å belyse.
3. Oppgaven bør drøfte hva ervervet innsikt kan brukes til, som f.eks. vurdering av avbøtende tiltak og prosjektering av nye tunneler (med «varselkart»), samt skissere hva som gjenstår av arbeid mot en nasjonal teknisk spesifikasjon.

Noen praktiske opplysninger

Multiconsults måledata foreligger som kurveopptak i tidsdomenet med samplingsfrekvens 4096 Hz. For strukturlyd er interessant frekvensområde 12,5-1250 Hz. Det kan være aktuelt å generere egen kode (f.eks. Matlab/GNU Octave eller Python) i henhold til korrekt signalbehandling og -analyse for bearbeiding av kurveopptakene (gjelder punkt 2 i beskrivelsen over).

Foreslåtte emner i spesialiseringen (60 stp)

Geov218, Bygd115 (HVL), Phys291, Geov277, Geov274, AG335

Særskilte krav for opptak til prosjektet

Bachelorgrad i fysikk eller geofysikk

Felt- lab- og analysearbeid

Ingen