Введение к работе
Актуальность poA>tu. При проектировании фундаментов под машини с динамическими нагрузками до сих пор иироко применяются упро-щошшо, оозинорционнио йодоли. Прогноз параметров колебания на ос-ііоио ати.х моделей мохот Сить поточиш. Лить в некоторых случаях при удачном подбора динамических характеристик грунтов представляется возможность получить удовлетворительное совпадение расчетных и действительных параиотроп. Анализ известных работ показывает, что дальнейшее у.с польз о пан;' о расчетов колебаний фундаментов на осново неволновых моделей является нопорслокті'вннм. Особенно ваяно более точное прогнозирование при проектировании современных промышленных технологий, насыщенных мойными машинами, виброчувствительными станками, приборами и технологическими процессами. Не менее важними являются также требования к прогнозу вибрация, воздействующих на чело века к экологическую среду.
Поэтому поиск более точних методов расчета Фундаментов на колебания является актуальной задачей.
Для этой цели в работе проведены исслодовашл физически более ' оправданной модели системы іундамонт-основание в виде жесткого колеблющегося тела на уігругом полупространстве. Указанная модель построена на основе представления волнового взаимодействия фундамента с весомым ґрунтовим полупространством. Полновио модели построены на принципиально отличающихся теоретических подходах от других моделей и являются наиболее Слизкими к действительной работе основания.
В аналитическом отношении эта модель качала впорвие разрабя-тиваться Лэмбом при решении задачи о взаимодействии сосредоточенной динамической с или с упругли полупространством (динамическая аналогия задачи Еуссинеска). Затем решение Ламба использовал Е. ReCitnez (1936) при решении задачи о динамическом взаимодействии круглого, хосткого фундамента с упругим полупространством. Однако, при решении этой задачи били сделаны неоправданные допущения и оииоки. В I940-5L-X годах теория об осіпілляторе на упругом полупространство била в/роко развита, уточнена и модифицировала б трудах Иехтер О.Я. (1948), йаіпіап. P.M. (1554). Arnold. Я. V.f ByczojtG.M;Waituzton. 0.3.(1055), вус-со/1 G.л/. (1956), ііпьичева D.A. (1965, 1982). Сеймова 3.;.!. (1972). Таранова В.Г. (19?:) и др.
4.
Однако вти решения в нормативной литературе не нашли практического применения, так как они но подвергались экспериментальной проверки.
Наиболее сомнительным допущением в теории волновых моделей является закон распределения динамических контактных давлений (ДУД). Аналитические решения в трудах указанных ученых выполнены для различных форм ЖИ - распределенных равномерно, по седлообразной и параболической кривой.
Поэтому в нашей работе была поставлена цель - экспериментально изучить и обосновать условия, пределы и возможность применения волновой модели системы фундамент-основание для расчета и проектирования фундаментов под машины с динамическими нагрузками. Указанное обоснование выполнено для жестких фундаментов, воспринпмаыцих от машин вертикальные гармонические или импульсные нагрузки.
Для достижения поставленной цели были решены следупдпе задачи:
разработать методику проведения экспериментов и систему приборов для измерения ДІД и параметров колебаний;
исследовать основные закономерности изменения форм эпюр ДУЛ и соответствующих им параметров колебаїшй Фундаментов;
разработать методику расчета динамических параметров фундаментов под машины;
обосновать условия, пределы и возможность применения волновой модели для практических расчетов фундаментов на колебания.
Методы исследований:
экспериментальные работы в специальном лотке, па опытной плсщадкв и в натурных условиях;
теоретические исследования по ресеі';а> задачи о вертикальных колебаниях фундамента на основе полученных в экспериментах действительных форм эпюр ДКД;
составление и вычисление алгоритмов по получеішому аналитическому аппарату на ЭШ типа "ВС".
Научная новизна рез'Ш^тптов исследований;
- разработаны методика проведения экспериментов и системы из
мерительных приборов для численной оценки Д'.\Д и параметров колеба-
5.
разработана электрическая схема и конструкция пьезоэлектрических датчиков для измерения ДКЛ;
проведены измерения и изучены закономерности распределения Ж'! по площади подоввы фундаментов в зависимости от частоты колебания, времени и интенсивности действия динамических нагрузок;
проведены измерения и изучены параметры колебаний фундаментов при соответствующих формаг япор .ГД.Ч;
разработан аналитический аппарат для определения динамических параметров системы фундамент-основание на основе полученных в експериментах форм распределения ДКЛ;
обоснованы условия, пределы и возможность применения волновой модели для расчетов и проектирования фундаментов под машины.
Сбоснование и достоверность научных положений, выводов и рекомендации, приведенных в работе, подтверждены:
метрологической обоспечонностыэ методик исследований, градуировкой измерительных систем на тарироаочных стендах, стабильности тарировочных зависимостей;
сопоставлением теоретических результатов по предложенным в работе формулам с результатами лабореторных, полунатурных и натурных экспериментов.
Практическое значение работы состоит в разработке методики расчета при проектировании фундаментов под машины, создании программного обеспечения расчетов фундаментов на колебания, в представлении таблиц и графиков для определения отдельных динамических параметров системы при определенных пределах изменения ое характеристик.
Предложение* методика по прогнозированию параметров колебаний является более точной по сравнению с существующими и может быть рекомендована к применению в организациях, занимающихся проектированием фундаментов пол машины различного назначения.
Внедтіение результатов.
Результаты исследования широко применяются при выполнении договорных работ на различных предприятиях. По предложенным методам рвечитаны фундаменты под испытательные стенды, лесопильные рамі, кузнечные молоты и другие машины.
6.
На заииту выносятся:
методика проведения экспериментальных исследований и измерений ДКД, исследование параметров холэбаинй опитних к натурних фундаментов;
результати экспериментальных исследований и выявленных закономерностей изменения форм эпюр ДКД я соотвэтствущях км параметров колебаний фундаментов;
метод решения задача по определены) динамически параметров волновой системи фундамент-основание;
оценка условий, пределов и возможности применения волновой модели для практических расчетов фундаментов на колебания.
Апробация работы
Основные положения и результаты исследований докладывались на ХХХУ-ХХХУШ и XL УП-XL УВІ научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава НИСИ (Новосибирск 1970-91 г.г.); на У, УІ и УП Бессоюзных конференциях по динамике оснований, фундаментов и подземных сооружений (Ташкент - 1981г., Нарва - 1985г., Днепропетровск - 1989г.).
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с программой важнейших работ ГКНТ, тема * 0ЦР02.0.0І.0ІЦ.09Н9.(І98І-85г.г.) по плану госбюджетных работ НИСИ (1981-91 г.г.), по плану договориш работ Сибирского государственного института по проектирование заводе тракторного и сельскохозяйственного машиностроения "Сибгипросоль-хозмаи", и Барнаульского научно-производственного цонтра Всесоюзной координационного Совета ГГГТМ (1976-91 г.г.).
Публикации. По материалам выполненных исследований опублпковаж 8 научных статой и составлено 8 научно-технических отчетов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,