Zastosowanie metody elementów skończonych w analizie drgań gruntu

• Autorzy: Bednarz J.

Warianty tytułu

EN

Application of finite elements method in the analysis of wave propagation in the soil

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W dzisiejszych czasach wiele z nowoprojektowanych dróg zlokalizowanych będzie w gęsto zabudowanych terenach mieszkaniowych, a także na obszarach, gdzie istnieją budynki zabytkowe. Dlatego już na etapie wstępnego projektowania dróg należy wziąć pod uwagę wpływ propagacji fali drganiowej spowodowane przez ruch pojazdów na budynki znajdujących się w bezpośrednim sąsiedztwie projektowane drogi. Jedną z metod, która może być zastosowana do określenia wpływu ruchu pojazdów po nowoprojektowanej drodze na budynki jest metoda elementów skończonych. W artykule przedstawiono zastosowanie metody elementów skończonych do oszacowania wpływu drgań wymuszonych przez ruch pojazdów po nowoprojektowanej drodze znajdującej się w centrum dużego miasta na znajdujące się w pobliżu budynki mieszkalne. Metoda elementów skończonych została wykorzystana do modelowania gruntu w miejscu planowanej budowy drogi oraz budynków znajdujące się w jej bezpośrednim sąsiedztwie. W procesie modelowania gruntu wykorzystano badania geologiczne oraz wyniki pomiarów drgań gruntu wymuszonych poprzez ruch walca wibracyjnego po trasie planowanej inwestycji drogowej. W związku z tym możliwe było dostrojenie opracowanego modelu elementów skończonych gruntu oraz budynków. Proponowana w artykule metoda analizy drgań gruntu pozwala skrócić czas potrzebny do zaprojektowania układów wibroizolacji, które będą chronić budynki oraz ludzi w nich przebywających przed niekorzystnym wpływem drgań spowodowanych ruchem pojazdów po nowoprojektowanej drodze. Prace były prowadzone w ramach projektu badawczego 4875/B/TO2/2010/38 finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

EN

Nowadays, many of the designed road are located through the densely built-up residential areas, and even the areas where there are historic buildings. Therefore, already at the stage of preliminary road design one should take into account the effects of vibration wave propagation caused by movement of vehicles on buildings located in the immediate vicinity of designed road. One of the methods that can be used to determine the dynamic effects of designed road for residential buildings is the finite element method. This paper presents an application of the finite element method for the estimation of the dynamic interaction of designed road located in the centre of a major city in the nearby residential buildings. Finite element method was used to model the land and buildings located near the designed road. In the process of land modelling the geological studies of ground and measurements of soil vibrations caused by the vibratory road roller rides conducted by the authors were used. Thus it was possible to tune the developed finite element model. Proposed in this paper method of analysis of ground vibrations reduce the time needed to design a vibration isolating elements that will protect people and buildings from the destructive effects of vibration caused by vehicles movement the designed road. The work was carried out in a research project 4875/B/TO2/2010/38 financed by Ministry of Science and Higher Education.

Słowa kluczowe

PL

tereny mieszkaniowe; propagacja fali drganiowej; ruch pojazdów; metoda elementów skończonych; drgania gruntu; wibroizolacja

EN

residential areas; vibrational wave propagation; vehicle traffic; finite element method; ground vibration; vibration isolation

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "TTS" Sp. z o.o
• Czasopismo: TTS Technika Transportu Szynowego
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 19, nr 9
• Strony: 2215--2222, CD
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Bednarz J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Katedra Robotyki i Mechatroniki, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Bednarz J.: Experimental verification of the developed soil model describing the propagation of vibration wave in the ground. Journal of KONES Powertrain and Transport, vol. 19, no. 3, str. 31-39, 2012.
• 2. Bednarz J., Brożek G., Targosz J.: Application of finite elements method in the design of road located in the densely built-up residential area. Journal of KONES Powertrain and Transport, vol. 19, no. 4, str. 21-31, 2012.
• 3. Bednarz J., Targosz J.: Finite elements method in analysis of propagation of vibrations wave in the soil, Journal of KONES Powertrain and Transport, vol. 18 no. 3 str. 19–25, 2011.
• 4. Ciesielski R., Maciąg E.: Drgania drogowe i ich wpływ na budynki, WKiŁ, Warszawa 1990.
• 5. Drucker, D. C., Prager, W.: Soil mechanics and plastic analysis for limit design. Quarterly of Applied Mathematics, vol. 10, no. 2, str. 157–165, 1952.
• 6. Gerolymos N, Gazetas G.: Static and dynamic response of massive caisson foundations with soil and interface nonlinearities - validation and results. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, vol. 26, str. 377-394, 2006.
• 7. Hassen G, de Buhan P, Abdelkrim M.: Finite element implementation of a homogenized constitutive law for stone column-reinforced foundation soils, with application to the design of structures. Computers and Geotechnics, vol. 37, str. 40-49, 2010.
• 8. Lipiński J.: Fundamenty pod maszyny. Wydawnictwo Arkady, Warszawa 1985.
• 9. Mulliken J.S., Karabalis D.L.: Discrete models for through-soil coupling of foundations and structures. Earthquake Engineering Structural Dynamics, vol. 27, str.. 687–710, 1998.