Вібрація – це складне коливання твердого тіла біля положення рівноваги, при цьому або все тіло коливається як єдине ціле, не змінюючи своєї форми, або коливаються частки, які складають тіло.

Вібрації, як і будь-який інший коливальний процес, характеризуються частотою і амплітудою. Коливання, що виникли в будь-якому тілі (наприклад, руці робочого, що тримає відбійний молоток), розповсюджуються по всьому тілу у вигляді пружних хвиль. Таким чином, в основі вібрацій лежить коливальний процес, а хвильовий рух – розповсюдження цих коливань по тілу людини.

Вібрацію характеризують за спектром частот і величиною віброшвидкості. За одиницю часу береться одне коливання на секунду – 1 Герц (Гц). У спектрі вібрації виділяються коливання різних частот.

Віброшвидкість (коливна швидкість) вимірюється в сантим етрах на секунду, або відносних одиницях – децибелах (дБ).

Основними нормовими параметрами вібрації є середньоквадратична величина рівня віброшвидкості (допускається також використання рівня віброприскорення або віброзміщення) в  октавних смугах зі середньогеометричними значення частот 2; 4; 8; 16: 31; 31,5; 63; Гц, виражені у вигляді рівня вібрації.

На відміну від звуку вібрація сприймається різними органами й частинами тіла. Так, при низькочастотних (до 15 Гц.) коливаннях поступові вібрації сприймаються отолітовим, а обертальні – вестибулярним апаратом внутрішнього вуха. При  контакті з вібрацією твердого тіла сприйняття вібрації здійснюється нервовими закінченнями шкірних покровів.

Людина відчуває вібрації до 8000 Гц, а вібрації високих частот сприймаються подібно ультразвуковим коливанням, виключаючи теплове відчуття.

В більшості випадків вібрації, що створюються різноманітними джерелами, мають складний спектр частот, але відрізняються різним розподілом інтенсивності по частотам і різними характером модифікації загальної вібраційної енергії в часі. Як і шум, вібрації різних частот і інтенсивностей виявляють неоднаковий вплив на організм людини.

За характером впливу на людину вібрації поділяються на загальні й локальні. В житлових і громадських приміщеннях мають значення вібрації, що називаються вібраційними поміхами, які знижують ефективність праці, особливо розумової і заважають відпочинку людини.

На відміну від виробничого середовища вібрація в житлових приміщеннях може діяти цілодобово, викликаючи роздратованість, порушуючи відпочинок і сон людини.

Джерелом вібрації в житлових і громадських будовах є інженерне й санітарно-технічне обладнання.  Джерелами вібрації можуть бути також промислові установки та механізовані інструменти, наприклад, кузнечно-пресове обладнання, поршневі компресори, будівельні машини (дизель-молоти), бетоноломи, перфоратори, відбійні молотки, гірські свердла, рубальні і клепальні молотки, шліфувальні і поліровальні машини, гайковерти.  Вібрацію викликають  транспортні засоби (метро дрібного закладення, вантажівки, залізничні потяги), що створюють при роботі великі динамічні навантаження, які викликають розповсюдження вібрації в грунті й будівельних конструкціях споруд. Ці вібрації часто є також причиною виникнення шуму в приміщеннях будинків (див.табл.).

Таблиця. Джерела вібрації в містах (Жигалин, 1993)

Вібраційний вплив відчувають дуже багато людей різних спеціальностей: обрубщики, клепальщики, каменерізчики, бурильщики, формовщики, слюсарі, шліфувальники, вальщики, рихтовщики та ін.

Особливу активність проблема боротьби з вібраціями в житлових будинках набула в зв’язку з будівництвом метрополітену в великих містах при використанні туннелей дрібного закладення. Траси метрополітену прокладаються під існуючим житловими районами, а досвід експлуатації підземних потягів показав, що інтенсивні вібрації проникають в найближчі житлові будинки в радіусі до 40-70 м по обидві сторони від туннеля метрополітену і викликають серйозні скарги населення.

Джерелом виникнення вібрацій служить вплив коліс вагону на рейки. Їхня взаємодія викликає розповсюдження коливань в різних напрямках. Параметри вібрацій рейок залежить від конструкції шляху туннеля, масивності стін. На рівень вібрації впливають швидкість руху потягів, завантаженість  вагонів, амортизаційні якості ходової частини.

Вібрації, що виникають в туннелі, через грунт передаються фундаменту навколишніх споруд, збуджуючи в них коливання різноманітних конструктивних елементів.

Дослідження показали, що коливання по мірі віддалення від джерела затухають, однак цей процес немонотонний, він залежить від складових ланок на шляху розповсюдження вібрації: рейка –стіна - тоннель - грунт - фундамент будинку – будівельні конструкції.

В спектральному складі вібрації від рейкового транспорту переважають октавні смуги зі середньогеометричними частотами 31,5 та 63 Гц.

Вивчення розповсюдження вібрації по поверхам показало, що на близьких відстанях від туннеля в п”ятиповерхових житлових будинках рівень віброприскорення на 1-му та 5-му поверхах на частотах 8-16-32 Гц практично однакові. В багатоповерхових будинках відмічається як зменшення величини коливань на більш високих поверхах, так і їхнє збільшення через наявність резонансних явищ. Так на 9-му поверсі рівень віброприскорення був значно вище ніж на 1-му поверсі. Порівняння спектрального складу вібрацій крупнопанельного, каркасного і цегляного будинків, розташованих у радіусі 16-20 м від туннеля метрополітену в умовах однакових грунтів, показало, що коливання мають близькі характеристики й величини.

Вплив вібрації в умовах виробництва може бути причиною появи у робочих симптомокомплекса патологічних модифікацій, що отримали назву вібраційної хвороби. Тривалий  вплив вібрації викликає у людини різні вегетативні і психічні порушення. Спостерігаються зміни в серцево-судинній системі (аритмія, гіпертонія, порушення капілярного кровообігу), обмінних процесах, кровотворній системі, органах чуттів. Головні болі, хронічна втома, що викликаються вібрацією тягнуть за собою і інші функціональні розлади нервової системи. Наслідком сильного впливу вібрації можуть навіть виникати струс мозку, розрив тканин, деформація м”язів і кісток. Це свідчить про необхідність гігієнічного нормування вібрації в умовах житла.

В результаті фізіолого-гігієнічних досліджень були обгрунтовані допустимі рівні вібрації досліджень були обгрунтовані допустимі рівні вібрації в діапазоні частот 2; 8; 16; 31,5; 63 Гц. для житлових приміщень. Ці рівні не викликають несприятливих зрушень з боку центральної нервової та серцево-судинної систем, слухового аналізатора.

Вібрації розповсюджуються як у грунті, так і в будівельних конструкціях з відносно малим затуханням. Тому в першу чергу необхідно вживати заходи щодо зниження динамічних навантажень, що створюються джерелом вібрації, чи знижувати передачу цих навантажень шляхом віброізоляції машин і засобів транспорту.

Динамічні навантаження, що виникають в центробіжних машинах можуть бути зменшені шляхом ретельного динамічного балансування частин, що обертаються; центрівки муфтових сполучень вентилятора або насосу з електродвигуном; ліквідації перекосів і надлишкових зазорів у підшипниках; ретельного закріплення роз’ємних частин агрегатів (кришки підшипника, приєднувальні фланці трубопроводу й т.п.); внесення конструктивних модифікацій в агрегати. Зниження вібрації конструкцій, що захищаються може бути досягнуте доцільним розміщенням обладнання в будівлях. Обладнання, що створює значні динамічні навантаження, рекомендується встановлювати в підвальних приміщеннях будинку або на окремих фундаментах, не зв’язаних із каркасом будівлі. при установці обладнання на перекриття бажано розміщувати його в місці, найбільш віддаленому від об’єктів, що захищаються від шуму. Якщо неможливо забезпечити достатнього зниження вібрації та шуму, що виникають при роботі центробіжних машин, означеними засобами, слід передбачити їх віброізоляцію. Останнє досягається установкою агрегатів на спеціальні віброізолятори (пружні елементи з малою жорсткістю), застосуванням гнучких елементів (вставок) у системах трубопроводу та комунікацій, з’єднаних із вібруючим обладнанням, застосуванням м’яких еластичних прокладок для трубопроводу й комунікацій.

Для зменшення вібрації, що передається на несучу конструкцію, використовують пружини (сталеві) чи гумові віброізолятори. Для агрегатів, що мають швидкість обертання менш 1800 оборотів у хвилину, слід застосовувати пружинні віброізолятори; при швидкості обертання понад 1800 оборотів у хвилину допускається застосування гумових віброізоляторів. Слід мати не увазі, що строк роботи гумових віброізоляторів не перевищує 3-х років. Стальні віброізолятори довговічні й надійні в роботі, але вони ефективні при віброізоляції низьких частот і недостатньо знижують передачу вібрації більш високих частот (слухового діапазону), обумовлену внутрішніми резонансами пружин елементів. Для усунення передачі високочастотних вібрацій слід використовувати гумові або пробкові прокладки товщиною 19-20 мм, розташовуючи їх між пружинами й несучою конструкцією. Захист будівель від \вібрацій, що виникають від залізничних ліній, метро дрібного закладення, забезпечується належним віддаленням будівель від джерела вібрації. Встановлено, що житлові будинки не повинні розташовуватися ближче 40 м по найкоротшій відстані до стінки туннеля метрополітену.

Таким чином, дія вібрацій на людину зумовлюється багатьма факторами, серед яких найбільш важливими є параметри, які характеризують вібрації: частоти (спектр частот, основні частоти та ін), амплітуди, швидкість, прискорення і енергія коливальних процесів, складність коливального процеса і т.д. Всі ці характеристики є фізичними, і тому для вивчення механізмів виникнення тих чи інших видів хворобливиз зрушень, а також для розробки заходів попередження вібраційної хвороби треба добре знати фізику коливальних процесів.