Funkcje impulsowe jako narzędzie identyfikacji dynamicznych parametrów przypowierzchniowych warstw podłoża

• Autorzy: Kogut J. P. , Zięba J.

Warianty tytułu

EN

Impulse function as a dynamic impact force used for the identification of different soil conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wymuszenia impulsowe należą do istotnych źródeł sił dynamicznych, które pełnią kluczową rolę przy badaniu właściwości dynamicznych podłoża gruntowego. W różnych okolicznościach korzysta się z różnych typów wymuszeń, które najczęściej obejmują pewien charakterystyczny zakres częstotliwości. Zakres częstotliwości powinien mieć odzwierciedlenie w charakterystyce dynamicznej układu, np. uwarstwionego podłoża gruntowego. W pracy zajęto się analizą kilku przekrojów gruntowych, w których ulokowane są szlaki i obiekty komunikacyjne oraz obiekty budowlane. W badanych przekrojach realizowano wymuszenia impulsowe oraz dokonywano pomiarów odpowiedzi dynamicznej obejmującej źródło drgań, drogę propagacji fal oraz obiekt odbierający drgania. Przedstawione w pracy wymuszenia impulsowe były realizowane zarówno przez spadającą masę, jak i użycie specjalistycznego pojazdu posiadającego możliwość wymuszeń harmonicznych oraz używając młotka modalnego. Rejestracja drgań obejmowała głównie punkty położone na powierzchni gruntu w różnych odległościach od źródła drgań i dotyczyła kierunku pionowego oraz kierunku poziomego, prostopadłego do wymuszenia. Na podstawie analizy pomierzonych sygnałów można próbować określić zarówno charakterystykę dynamiczną podłoża (poprzez ustalenie prędkości propagacji fal poprzecznych i podłużnych oraz oszacowanie parametrów tłumienia w badanym przekroju), jak i cechy dynamiczne budowli (np. obejmujące częstości i postacie własne) oraz modelować i oceniać skutki wpływów dynamicznych.

EN

Impulse excitations belong to the contemporary sources of dynamic forces. They play a key role in the study of the dynamic properties of the shallow layers of subsoil. In various circumstances, the use of different types of excitations in general covers a characteristic low frequency range. This should reflect the dynamic characteristics of the layered subsoil. The study deals with the analysis of several soil cross-sections, which are located along roads and railway tracks, and near buildings. The impulse functions and measurements of the dynamic response consisting of a source and the propagating along the elastic half-space have been studied. The measurements of dynamic responses of a source of vibration, wave propagation path and the object receiving the vibrations in the studied cross-sections have been performed. The impulse excitations are carried out as follows: by a falling weight device, with the use of a specialized vehicle with the possibility of harmonic excitations, as well as with the use of an instrumented hammer. The vibration measurements were performed at the points located along the soil surface at different distances from the vibration source. The vertical vibrations as well as vibrations in the horizontal direction perpendicular to the direction of propagation of the impulse force in the subsoil have been measured. Based on the results of analysis, one may try to determine both the dynamic characteristics of the substrate by determining the propagation of transverse and longitudinal waves and the estimation of the attenuation parameters in the analyzed cross-section, and the dynamic characteristics of the structures (eigenfrequences and eigenmodes). Afterwards, the modeling and the assessment of the impact of the wave propagation in the soil may be performed.

Słowa kluczowe

PL

wymuszenie impulsowe; propagacja fal w gruncie; modelowanie sygnału

EN

impulse function; impact force; wave propagation in the soil; numerical model

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 93
• Strony: 109--121
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Kogut J. P.

• Politechnika Krakowska, Kraków

autor

Zięba J.

• Politechnika Krakowska, Kraków

Bibliografia

• [1] Degrande, G. i Geraedts, K. 2005. Spectral version 8.01: a direct stiffness formulation for harmonic and transient wave propagation in layered dry, saturated and unsaturated poroelastic media, Department of Civil Engineering, Katholieke Universiteit Leuven.
• [2] Kogut, J.P. 2007a. Dynamic soil profile determination with the use of a neural network, CAMES, Computer Assisted Mechanics and Engineering Sciences 14 (2), s. 209–217.
• [3] Kogut, J.P. 2007b. Oszacowanie parametrów dynamicznych podłoża gruntowego. Czasopismo Techniczne z. 2-B/2007, z. 6, R. 104, s. 55–63.
• [4] Lipiński, J. 1985. Fundamenty pod maszyny. Arkady, Warszawa.
• [5] Lombaert i in. 2006 – Lombaert, G., Degrande, G., Kogut, J. i François, S. 2006. The experimental validation of a numerical model for the prediction of railway induced vibrations. Journal of Sound and Vibration 297, s. 512–535.
• [6] Wrana, B. 2012. Dynamika gruntów. Modele obliczeniowe. Monografia. Kraków: Wydawnictwo PK, 243 s.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.