Расчет собственной частоты колебаний заглубленного фундамента при импульсном нагружении

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель. Рассматривается возможность использования формул, полученных в рамках волновой модели и СП 26.13330.2012, для определения динамических жесткостей при рассмотрении вертикальных и горизонтальных колебаний заглубленных фундаментов на обычном и свайном основании. Методика исследования. Рассчитываются изменения собственных частот колебаний системы в зависимости от заглубления. Полученные результаты сравниваются с данными экспериментальных исследований, полученных в ходе серии импульсных динамических нагружений, выполненных в полунатурных условиях на моделях фундаментов. Значения скоростей поперечных волн определялись непосредственно на опытном полигоне по результатам измерений. Выводы. Определено, что заглубление приводит к повышению частот собственных колебаний как свайных фундаментов, так и фундаментов на естественном основании. Полное заглубление способствует увеличению частот при горизонтальных колебаниях более чем в 1,6 раза, при вертикальных колебаниях до 1,4 раза и его влияние на фундаменты на естественном основании более значительно. Показано преимущество результатов расчетов в рамках волновой модели по сравнению с методом из СП 26.13330.2012 и их высокое совпадение с величинами, полученными в ходе экспериментов, что позволяет достоверно определять амплитудно-частотные характеристики фундаментов. Результаты, определяемые согласно СП 26.13330.2012, имеют значительно более низкие значения частот собственных колебаний и не в полной мере учитывают влияние заглубления. Максимальное расхождение с экспериментальными данными составляет при вертикальных колебаниях для фундамента на сваях и на естественном основании - 33 %. В случае горизонтальных колебаний максимальные расхождения составляют от 20 % для фундамента на естественном основании до 27 % для свайного фундамента.

Об авторах

Алексей Олегович Колесников

Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: ao_kolesnikov@mail.ru

кандидат технических наук, доцент, кафедра инженерной геологии, оснований и фундаментов

ул. Ленинградская, 113, Новосибирск, Российская Федерация, 630008

Владимир Николаевич Попов

Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН

Email: popov@itam.nsc.ru

доктор физикоматематических наук, главный научный сотрудник Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича, Сибирское отделение Российской академии наук

ул. Институтская, 4/1, Новосибирск, Российская Федерация, 630090

Список литературы

  1. Zabylin M.I. (1983). Raschet fundamentov pod mashinyi [Calculation of machine foundations]. Novosibirsk: NISI Publ., 83. (In Russ.)
  2. Pyatetskiy V.M., Aleksandrov B.K., Savinov O.A. (1993). Sovremennye fundamenty mashin i ikh avtomatizirovannoe proektirovanie [Modern foundations of machines and their automated design]. Moscow: Stroiizdat Publ., 416. (In Russ.)
  3. Koloushek V. (1965). Dinamika stroitel'nyikh konstruktsiy [Dynamics of building structures]. Moscow: Stroiizdat Publ., 632. (In Russ.)
  4. Baranov V.A. (1967). O raschete vyinuzhdennyikh kolebaniy zaglublennogo fundamenta [On the calculation of forced oscillations of the deepening foundation]. Voprosy dinamiki i prochnosti, Trudyi Rizhskogo politekhnicheskogo instituta, (14), 195–209. (In Russ.)
  5. Semizhonov Y.M. (1973). Vynuzhdennyye vertikal'nyye kolebaniya massivnyikh fundamentov, zashchemlennyikh v grunte [Forced vertical oscillations of massive foundations restrained in ground]. Trudy koordinatsionnyikh soveshchaniy po gidrotekhnike. Energiya Publ., 46–51. (In Russ.)
  6. Alekseyev B.G., Shvets N.S., Agranovskiy G.G., Rakhlin Y.B. (1978). O raschetakh zashchemlennyikh v grunte massivnyikh fundamentov pod mashinyi s dinamicheskimi nagruzkami [On calculations of massive foundations restrained in ground under machines with dynamic loadings]. Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo i arkhitektura, (1), 31–37. (In Russ.)
  7. Novak M., El Sharnouby B. (1983). Stiffness and damping constants for single piles. Geotechnical Engineering, 109, 961–974.
  8. Kholmyanskiy M.L. (1991). Uchet vliyaniya zaglubleniya i bokovoy zasyipki fundamentov mashin na dinamicheskie svoystva ikh osnovaniya [Accounting for influence of the deepening and backfilling of machine foundations on the dynamic properties of their foundations]. Osnovaniya, fundamentyi i mekhanika gruntov, (5), 17–19. (In Russ.)
  9. Kolesnikov A.O., Popov V.N. (2009). Otsenka vliyaniya zaglubleniya rostverka pri kolebaniyakh svaynogo fundamenta [Evaluation of deepening influence of the pilecap under the oscillations of the pile foundation]. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings, 5(2), 55–61. (In Russ.)
  10. Kolesnikov A.O., Popov V.N. (2010). Eksperimental'nyie issledovaniya zaglubleniya rostverka pri kolebaniyakh svaynogo fundamenta [Experimental investigation of pile-cap deepening at oscillations of the pile foundation]. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings, (4), 75–80. (In Russ.)
  11. Nath U.K., Hazarika P.J. (2013). Lateral resistance of pile cap – an experimental investigation. International Journal of Geotechnical Engineering, 7(3), 266–272.
  12. Bhowmik D., Baidya D.K., Dasgupta S.P. (2016). A numerical and experimental study of hollow steel pile in layered soil subjected to vertical dynamic loading. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 85, 161–165.
  13. Ali O.S., Aggour M.S., McCuen R.H. (2016). Dynamic of soil-pile interactions for machine foundations. International Journal of Geotechnical Engineering, 8, 236–247.
  14. Nuzhdin L.V., Kolesnikov A.O. (2004). K otsenke dinamicheskikh reaktsiy na konture pryamougol'nogo vyireza v beskonechnoy plastine [To an estimation of dynamic reactions on the contour of a rectangular cut in an infinite plate]. Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo, (5), 22–31. (In Russ.)
  15. Kolesnikov A.O., Popov V.N. (2017). Dinamicheskie reaktsii na konturakh krugovyikh vyirezov s uchetom ikh vzaimnogo raspolozheniya pri kolebaniyakh plastinyi [Dynamic reactions on contours of circular cuts taking into account their mutual arrangement at plate oscillations]. Izvestiya VNIIG im. B.Ye. Vedeneeva, 283, 3–10. (In Russ.)
  16. Chowdhury I., Dasgupta S.P. (2008). Dynamics of Structure and Foundation – A Unified Approach: 1. Fundamentals. CRC Press, 882.
  17. Petrashen' G.I. (1980). Rasprostraneniye voln v anizotropnyikh uprugikh sredakh [Propagation of waves in anisotropic elastic media]. Leningrad: Nauka Publ., 280. (In Russ.)

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).