melioМелиорацияLand Reclamation2070-4828Институт мелиорацииmelio-1035Research ArticleМЕЛИОРАЦИЯLAND IMPROVEMENTОценка эффективности применения вертикальных барьеров из газонаполненных цилиндрических баллонов для снижения вибраций в грунтовой средеEvaluation of the effectiveness of the use of vertical barriers from gas-filled cylindrical cylinders to reduce vibrations in the soil environmentПовколасК. Э.PovkolasK. E.

кандидат технических наук

г. Минск

Белорусский национальный технический университетBelarus202226012023042329Copyright © Повколас К.Э., 20232023Повколас К.Э.Povkolas K.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://melio.belal.by/jour/article/view/1035

Приводятся расчеты параметров вертикального виброизоляционного барьера из соприкасающихся скважин, обсаженных газонаполненными цилиндрическими баллонами под давлением. Барьер предназначен для снижения уровня колебаний грунта за ним, что уменьшает дополнительные динамические усилия в строительных конструкциях и исключает развитие дополнительных вибрационных осадок фундаментов. Моделирование осуществлялось методом конечных элементов. Грунтовая среда рассматривалась как пространственный упругий инерционный массив, ограниченный неотражающими границами. Изучалось изменение параметров колебаний поверхности за барьером в зависимости от изменения его геометрических параметров и частоты вынужденных колебаний источника. Достоверность применения метода конечных элементов для расчета динамических процессов в системе «источник колебаний – среда распространения – приемник колебаний» верифицирована на основании данных маломасштабных лабораторных опытов. Использование вертикального барьера эффективно при виброизоляции фундаментов строений от источников колебаний, расположенных как внутри промышленных цехов, так и вне их. Снижение амплитуд вертикальных колебаний поверхности грунта за барьером может достигать 90 %.

The article presents calculations of the parameters of a vertical vibration isolation barrier from adjoining wells, cased with gas-filled cylindrical cylinders under pressure. The barrier is designed to reduce the level of ground vibrations behind it, which reduces additional dynamic forces in building structures and eliminates the development of additional vibrational settlements of foundations. Modeling was carried out by the finite element method. The ground medium was considered as a spatial elastic inertial array bounded by non-reflecting boundaries. The change in the parameters of surface oscillations behind the barrier was studied depending on the change in its geometric parameters and the frequency of forced oscillations of the source. The reliability of the application of the finite element method for calculating dynamic processes in the system "oscillation source – propagation medium – oscillation receiver" was confirmed by verification based on data from small-scale laboratory experiments. The use of a vertical barrier is effective in vibration isolation of building foundations from vibration sources located both inside and outside industrial workshops. The decrease in the amplitudes of vertical oscillations of the soil surface behind the barrier can reach 90 %.

вибрациизданиясооружениявоздействиявиброизоляцияскорость колебанийvibrationsbuildingsstructuresimpactsvibration insulationvibration speedReferencesСавинов, О. А. Современные конструкции фундаментов под машины и их расчет / О. А. Савинов. – 2-е изд. – Л. : Стройиздат, 1979. – 200 с.Савинов, О. А. Современные конструкции фундаментов под машины и их расчет / О. А. Савинов. – 2-е изд. – Л. : Стройиздат, 1979. – 200 с.Кудрявцев, И. А. Влияние вибрации на основания и сооружения / И. А. Кудрявцев. – Гомель : БелГУТ, 1999. – 247 с.Кудрявцев, И. А. Влияние вибрации на основания и сооружения / И. А. Кудрявцев. – Гомель : БелГУТ, 1999. – 247 с.Кравцов, В. Н. Осадки оснований плитных фундаментов при длительном воздействии на них динамических нагрузок малой интенсивности / В. Н. Кравцов, П. В. Лапатин // Геотехника Беларуси: наука и практика : материалы Междунар. науч.-техн. конф., посвящ. 60-летию кафедры оснований, фундаментов и инженерной геологии и 90-летию со дня рождения проф. Ю. А. Соболевского, Минск, 23–25 окт. 2013 г. : в 2 ч. / Белорус. нац. техн. ун-т.; ред.: М. И. Никитенко, Д. Ю. Соболевский, Т. М. Уласик. – Минск : БНТУ, 2013. – Ч. 1. – С. 150–157.Кравцов, В. Н. Осадки оснований плитных фундаментов при длительном воздействии на них динамических нагрузок малой интенсивности / В. Н. Кравцов, П. В. Лапатин // Геотехника Беларуси: наука и практика : материалы Междунар. науч.-техн. конф., посвящ. 60-летию кафедры оснований, фундаментов и инженерной геологии и 90-летию со дня рождения проф. Ю. А. Соболевского, Минск, 23–25 окт. 2013 г. : в 2 ч. / Белорус. нац. техн. ун-т.; ред.: М. И. Никитенко, Д. Ю. Соболевский, Т. М. Уласик. – Минск : БНТУ, 2013. – Ч. 1. – С. 150–157.Разработка способов повышения эксплуатационной надежности и долговечности конструкций зданий и сооружений при реконструкции и модернизации производства, сопровождающегося интенсивными вибродинамическими воздействиями : отчет о НИР (заключ.) / Белорус. нац. техн. ун-т ; рук. К. Э. Повколас. – Минск, 2018. – 82 с. – № ГР 20160898.Разработка способов повышения эксплуатационной надежности и долговечности конструкций зданий и сооружений при реконструкции и модернизации производства, сопровождающегося интенсивными вибродинамическими воздействиями : отчет о НИР (заключ.) / Белорус. нац. техн. ун-т ; рук. К. Э. Повколас. – Минск, 2018. – 82 с. – № ГР 20160898.Берлинов, М. В. Основы комплексной оценки динамической работы строительных конструкций при вибрационных воздействиях промышленного оборудования : дис. ... д-ра техн. наук : 05.23.01 / М. В. Берлинов. – Москва, 2005. – 302 л.Берлинов, М. В. Основы комплексной оценки динамической работы строительных конструкций при вибрационных воздействиях промышленного оборудования : дис. ... д-ра техн. наук : 05.23.01 / М. В. Берлинов. – Москва, 2005. – 302 л.Экспериментальная динамика сооружений. Мониторинг транспортной вибрации / Е. К. Борисов, С. Г. Алимов, А. Г. Усов [и др.]. – Петропавловск-Камчатский : КамчатГТУ, 2007. – 128 с.Экспериментальная динамика сооружений. Мониторинг транспортной вибрации / Е. К. Борисов, С. Г. Алимов, А. Г. Усов [и др.]. – Петропавловск-Камчатский : КамчатГТУ, 2007. – 128 с.Калюжнюк, М. М. Сваебойные работы при реконструкции (влияние колебаний на здания и сооружения) / М. М. Калюжнюк, В. К. Рудь. – Л. : Стройиздат, 1989. – 161 с.Калюжнюк, М. М. Сваебойные работы при реконструкции (влияние колебаний на здания и сооружения) / М. М. Калюжнюк, В. К. Рудь. – Л. : Стройиздат, 1989. – 161 с.Основания и фундаменты, инженерные изыскания. Фундаменты плитные. Правила проектирования : ТКП 45-5.01-67-2007. – Введ. 2.04.07. – Минск : РУП «Стройтехнорм», 2007. – 136 с.Основания и фундаменты, инженерные изыскания. Фундаменты плитные. Правила проектирования : ТКП 45-5.01-67-2007. – Введ. 2.04.07. – Минск : РУП «Стройтехнорм», 2007. – 136 с.Основания и фундаменты зданий и сооружений. Фундаменты при вибродинамических воздействиях. Правила проектирования : ТКП 45-5.01-264-2012. – Введ. 28.05.12. – Минск : РУП «Стройтехнорм», 2012. – 114 с.Основания и фундаменты зданий и сооружений. Фундаменты при вибродинамических воздействиях. Правила проектирования : ТКП 45-5.01-264-2012. – Введ. 28.05.12. – Минск : РУП «Стройтехнорм», 2012. – 114 с.Массарч, К. Р. Виброизоляция с использованием газонаполненных подушек / К. Р. Массарч // Развитие городов и геотехн. строительство. – 2006. – № 10. – С. 176–191.Массарч, К. Р. Виброизоляция с использованием газонаполненных подушек / К. Р. Массарч // Развитие городов и геотехн. строительство. – 2006. – № 10. – С. 176–191.Massarch, K. R. Ground Vibration Isolation using gas cushions / K. R. Massarch // 2nd Intern. conf. on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics. – USA, University of Missouri – Rolla, 13 Mar. 1991. – P. 1461–1470.Massarch, K. R. Ground Vibration Isolation using gas cushions / K. R. Massarch // 2nd Intern. conf. on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics. – USA, University of Missouri – Rolla, 13 Mar. 1991. – P. 1461–1470.Alzawi, A. Full scale experimental study on vibration scattering using open and in-filled (geofoam) wave barriers / A. Alzawi, M. H. El Naggar // Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Mar. 2011. – Vol. 31, iss. 3. – P. 306–317. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2010.08.010Alzawi, A. Full scale experimental study on vibration scattering using open and in-filled (geofoam) wave barriers / A. Alzawi, M. H. El Naggar // Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Mar. 2011. – Vol. 31, iss. 3. – P. 306–317. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2010.08.010Naghizadehrokni, M. A full experimental and numerical modelling of the practicability of thin foam barrier as vibration reduction measure / M. Naghizadehrokni, M. Ziegler, J. Sprengel // Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Dec. 2020. – Vol. 139. – Р. 106416. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2020.106416Naghizadehrokni, M. A full experimental and numerical modelling of the practicability of thin foam barrier as vibration reduction measure / M. Naghizadehrokni, M. Ziegler, J. Sprengel // Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Dec. 2020. – Vol. 139. – Р. 106416. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2020.106416Вибрация и удар. Вибрация зданий. Измерение вибрации и ее воздействие на конструкцию : ГОСТ Р 52892–2007. – Введ. 27.12.07. – Москва : Федер. агентство по техн. регулированию и метрологии, ОАЛ «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем», 2007. – 16 с.Вибрация и удар. Вибрация зданий. Измерение вибрации и ее воздействие на конструкцию : ГОСТ Р 52892–2007. – Введ. 27.12.07. – Москва : Федер. агентство по техн. регулированию и метрологии, ОАЛ «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем», 2007. – 16 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.