Расчетная оценка параметров колебаний грунта при погружении свай

• Автор: Васенин, Владислав Анатольевич
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 167 с. : ил

Введение.
Глава 1. Распространение колебаний в грунтовой среде от различных источников и их влияние на здания н сооружения обзор литературных публикаций
1.1. Исследование параметров колебаний грунтовых сред в сейсмологии и сейсморазведке.

1.2. Исследования колебаний грунтов при взрывных

воздействиях

1.3. Распространение колебаний от фундаментов машин с динамическими нагрузками

1.4. Колебания i при погружении свай и повреждения существующих зданий и сооружений.

1.5. Цель, задачи и методы исследования

Глава II. Численное моделирование процесса распространения волн в грунтовой среде от различных источников вибрации, связанных с погружением свай
2.1. Построение схемы метода конечных элементов для задач динамической теории упругости

2.2. Пространственная дискретизация исследуемой области. Построение матриц элементов

2.3. Методы численного интегрирования систем дифференциальных уравнений.
2.4. Моделирование полубесконечных областей в динамике сплошных сред методом конечных элементов
2.5. Вычислительная программа и решение модельных задач.
2.6. Исследование параметров колебаний грунта от источников, моделирующих работу сван.
Выводы по главе 2.
Глава 1. Моделируемая система в задаче о нахождении волновых нолей смешений в грунтовой среде при погружении свай
3.1. Моделирование работы молота
3.2. Моделирование работы амортизатора
3.3. Моделирование работы сваи и грунта.
Выводы по главе
Глава IV. Примеры практических расчетов, натурные наблюдения
параметров колебаний грунта и некоторые следствия.
4.1. Определение параметров колебаний грунтовой среды при ударном
погружении свай
4.2. Вибропогружение шпунта.
Выводы по главе 4.
Список литературы


Иногда подобные зависимости представляют в виде (1) или несколько измененном, однако, в целом структура и смысл данной формулы сохраняются. А - амплитуда неизвестных смещений; к - коэффициент, учитывающий свойства грунта; {) - масса заряда ВВ; Я - эпицентралыюе расстояние; а/, а; - эмпирические коэффициенты; у - коэффициент, учитывающий поглощение энергии в грунтовой среде при распространении поверхностных волн. I - коэффициент, учитывающий свойства грунта; п - коэффициент, зависящий от зоны, в которой определяются скорости колебании, вида фунта. Распространение колебаний от фундаментов машин с динамическими нагрузками. Распространение колебаний грунтов ог фундаментов машин с динамическими нагрузками чаше всего описывают формулой (1) [7,8,,,], в которой коэффициент затухания колебаний берется из данных, полученных экспериментально для данного вида грунтов. А - наибольшая амплитуда колебаний верхней грани фундамента, определяемая расчетом; А„ - предельно допускаемая амплитуда, определяемая по СНиП 2 - . В связи с тем, что большинство фундаментных конструкций закладывается в поверхностных слоях грунта, именно поверхностные волны представляют для сооружений наибольшую опасность, что и учитывается в расчетах. F- площадь подошвы. Все приведенные соотношения получены эмпирическим путем и физическую сущность процесса распространения волн в грунтах не отражают. Эти выражения применительно к распространению волн в грунтах от конкретных фундаментов машин могут давать результаты, значительно отличающиеся от данных натурных измерений. Такие исследования приведены в работах O. A. Савинова, В. А. Ильичева и В. Г. Таранова, Я. Д. Гимзельберга и других авторов [,,,]. Каждому конкретному сочетанию инженерно-геологических условий промышленной площадки и виду динамических воздействий на фундаменты соответствует своя зависимость затухания колебаний с расстоянием. Установлено различие амплитуд колебаний фундамента и фунта рядом с ним. Соотношение амплитуд колебаний фундамента и грунта рядом с ним зависит от собственных и вынужденных частот колебаний источника, упругих характеристик фунтов основания. В ближней зоне около фундамента необходимо учитывать особенности приложения нагрузки. Д - разница в размерах сторон фундамента - источника динамического возмущения;/ -частота возмущения, Гц; V- соотношение скоростей продольных и поперечных волн. А, - амплитуда вертикальных (горизонтальных) колебаний грунта на расстоянии г от центра площади подошвы фундамента-источника колебаний; Ао - амплитуда вертикальных (горизонтальных) колебаний фундамента-источника колебаний: ? В работе [] прогнозирование возможной величины колебаний осуществляется помимо перечисленных факторов и с учетом массы колеблющегося фундамента. Приведенные методики прогнозирования волновых полей смещении от промышленных источников вибрации акцентируют внимание только на амлитудах колебаний фунта, не учитывая зависимости этих колебаний от времени. Между тем, на различных расстояниях от фундамента, например, подвергаемого вертикальному удару стальной бабы, на осциллограмме видно растяжение волнового пакета во времени с удалением от источника и преобразование одиночного импульса колебаний в серию почти гармонических волн. С расстоянием от источника также происходит смещение максимумов спектра колебаний в область более низких частот. Пренебрежение указанными зависимостями было бы неверным, поскольку наличие уже нескольких гармонических циклов колебаний может приводить к возникновению резонансных явлений в колебаниях конструкций окружающих зданий. К сожалению, теоретические формулы не позволяют полущить достоверной количественной оценки возможных колебаний фунта в связи с тем, что они нс учитывают многообразия и нестабильности свойств фунтов основания. Г.Е. Левин и М. Р. Свннкин предложили экспериментальный метод прогнозирования колебаний фунта [,], который основывался на определении импульсной реакции в интересующей точке на поверхности фунтового основания или на конструкциях окружающих здании. Этот экспериментальный метод основывается на предположении, что изучаемая система линейна.