Описание

Введение

Цель данного исследования заключается в анализе взаимодействия плоской гармонической волны с пластиной ограниченной высоты, находящейся в грунте. Исследование направлено на детальное изучение механического поведения пластины и окружного грунта, основываясь на модели С.П. Тимошенко и уравнении линейной теории упругости. Актуальность работы определяется необходимостью разработки решений по защиты конструкций от вибраций, возникающих в результате деятельности различных транспортных систем, таких как метрополитен.

Методология

В исследовании использованы аналитические методы, позволяющие моделировать взаимодействие между гармонической волной и пластиной в грунте. В данном случае применялась прямоугольная декартова система координат. Пластина рассчитывалась как однородная упругая система, подвергающаяся воздействию волны с заданными амплитудой и частотой. Исходные уравнения описывают движение грунта и пластины, в том числе условия на границах и в так называемых бесконечностях.

Основные результаты

Ключевые находки исследования заключаются в определении суммарного векторного поля ускорений, индуцированных волнами в полупространстве, за пределами пластины. Обнаружено, что величина виброускорения в грунте уменьшается с увеличением расстояния от пластины. К количественным данным относятся значительные колебания ускорения, подтверждающие высокую чувствительность конструкции пластины к определенным частотам при контакте с волной. Статистическая значимость результатов подкреплена стабильными значениями модуля виброускорения при диапазонах частот от 20 до 300 Гц.

Обсуждение и интерпретация

Авторы интерпретируют результаты как признак того, что вибропоглощающие свойства пластины в значительной степени зависят от частоты падающей волны. Выводы подтверждают гипотезу о том, что установка вибропоглощающих преград может быть эффективным методом снижения негативных эффектов вибраций от подземного транспорта, что соотносится с предыдущими исследованиями в этой области и подтверждает необходимость дальнейших расчетов и экспериментов.

Заключение

Основные выводы статьи показывают, что применение модели взаимодействия гармонической волны с пластиной позволяет получить ценные данные о виброводостойкости конструкций. Результаты могут быть использованы для практической реализации решений по защите зданий от вибраций, возникающих из-за движения тяжёлого транспорта. Ограничение исследования лежит в узости моделей и необходимости дальнейшего эксперимента для проверки теоретических выводов. Будущие исследования могут сфокусироваться на расширении моделей, включая различные типы грунта и динамические нагрузки.

Ключевые слова: грунт, пластина, модель Тимошенко, гармоническая волна, частота колебаний, вибропоглощение, виброускорение.

Библиография

• Umek A. Dynamic responses of building foundations to incident elastic waves: PhD Thesis. – Illinois: Ill. Inst. Technol., 1973.
• Костров Б.В. Движение жесткой массивной полосы, впаянной в упругую среду, под действием плоской волны // Прикл. матем. и механика. – 1964. – Т. 28, № 1. – С. 99–110.
• Рылько М.А. О движении в упругой среде жесткого прямоугольного включения под действием плоской волны // Изв. РАН. Механика твердого тела. – 1977. – № 1. – С. 158–164.
• Вялов С.С. Вопросы теории деформируемости связных грунтов // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 1966. – Вып. 3. – С. 1–4.
• Рахматулин Х.А., Сунчалиева Л.М. Упругие и упругопластические свойства грунта при динамических нагрузках на фундамент. – Деп. в ВИНИТИ 1983. № 4149-83.