تاثیر نسبت دفن‌شدگی پی‌های سطحی در پاسخ دینامیکی آنها به ارتعاش افقی ماشین‌آلات

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی ژئوتکنیک، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

چکیده

مهم‌ترین گام در روش‌های کنونی تحلیل دینامیکی پی ماشین‌آلات، تعیین توابع امپدانس دینامیکی است. در این روش‌ها فرض می‌شود که برهم کنش بین پی و خاک، یک رابطه خطی با جابجایی پی در کرنش‌های کوچک داشته باشد. این رابطه خطی بین برهم کنش پی و خاک با جابجایی پی توسط توابع امپدانس دینامیکی برقرار می‌شود. این توابع مختلط و وابسته به فرکانس بارگذاری هستند. در این مطالعه پاسخ دینامیکی پی‌های سطحی به کمک مدل‌سازی فیزیکی بررسی شده است. با استفاده از روش ریزش بارانی، ماسه بابلسر با چگالی یکنواخت درون یک محفظه فولادی ریخته شد که دیواره‌های داخلی و کف آن با یک لایه خاک اره پوشانده‌ شده‌ بود. هدف از استفاده از لایه خاک اره، جلوگیری از انعکاس امواج توسط جداره‌های جعبه و مدل سازی فضای نیمه بی نهایت است. سپس پی مربعی واقع در سطح خاک تحت ارتعاش اجباری قرار گرفت. بار دینامیکی وارده و پاسخ ارتعاشی آن از طریق ابزار سنجش روی پی‌ها اندازه‌گیری شد. ابزار سنجش روی پی‌ها شامل نیروسنج در محل اعمال بار به پی توسط مولد، یک شتاب سنج در جهت افقی و دو شتاب سنج در جهت قائم بود. در مرحله بعد با استفاده دوباره از روش ریزش بارانی ارتفاع خاک به نحوی افزایش یافت، که نسبت دفن‌شدگی پی به 5/0 رسید و آزمایش‌ها برای این حالت تکرار شد. در مرحله آخر با افزایش مجدد ارتفاع خاک، نسبت دفن‌شدگی پی به یک رسید و پاسخ پی در این حالت نیز بررسی شد. در انتها با بهره‌گیری از معادلات حرکت مناسب، پارامتر‌های هندسی و داده‌های ثبت‌شده، توابع دینامیکی امپدانس برای مود ارتعاشی افقی محاسبه گردید که به صورت نمودار‌هایی بر حسب فرکانس‌بی‌بعد ارائه شده است. مقایسه توابع امپدانس دینامیکی افقی برای نسبت‌های مختلف دفن‌شدگی، بیانگر افزایش توابع امپدانس دینامیکی در محدوده فرکانس بی بعد 0 تا 5/3 است

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of Foundation Embedment Ratio in Dynamic Response of Shallow Foundations to Horizontal Vibrations

نویسندگان [English]

  • Fardin Jaafarzadeh
  • Ramin Ghasemi
Department of Geotechnical Engineering, Faculty of Civil Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this research, horizontal dynamic response of foundation on homogeneous half-space was investigated using physical modeling. In order to carry out a comprehensive study on the effect of embedment depth ratio on horizontal impedance functions, 173 different tests in three series were conducted. In these tests, the embedment ratio of footing was increased from zero to 0.5 and finally reached to one by implementing the mentioned sand raining method. In each series of tests, the steady-state response of footing to horizontal vibrations was investigated. Using recorded data and related motion equations, foundation responses were analyzed. The obtained results were presented by graphs of horizontal impedance functions of square foundation on homogenous half-space against dimensionless frequency. Comparing horizontal impedance functions shows that an increase in embedment depth ratio resulting from amplifying impedance function coefficients up to dimensionless frequency of 3.5 Hz.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Impedance Function
  • Dynamic response
  • Shallow Foundations
  • Physical Modeling
  • Machine Foundations
  • Horizontal Vibration