Naprężenia dynamiczne

Przy wyborze wartości stałej sprężystości należy postępować rozsądnie, biorąc pod uwagę częściowe zagłębienie fundamentu w gruncie, uwarstwienie gruntu itd. Naprężenia dynamiczne występujące w gruncie poniżej fundamentu pod maszynę wywołują osiadanie fundamentu, które przy właściwym projektowaniu nie powinno być nadmierne (program uprawnienia budowlane na komputer). Tak jak w przypadku osiadań od obciążenia statycznego, osiadania fundamentów posadowionych na piasku wywołane wibracją wynikają częściowo ze zmniejszenia objętości, ale przede wszystkim z odkształceń od ścinania (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Najlepszym sposobem przewidywania wartości osiadań powstałych wskutek wibracji w określonym przypadku jest poddanie próbki gruntu takim naprężeniom początkowym i zmianom naprężeń dynamicznych, jakie wystąpią pod fundamentem. Dopuszczalne wartości osiadań od wibracji są w zasadzie takie same jak wartości osiadań od obciążeń statycznych. W razie braku szczegółowego programu badań można przyjąć kilka zasad projektowania fundamentu, aby zmniejszyć prawdopodobieństwo wystąpienia nadmiernych osiadań (uprawnienia budowlane). Często stosuje się zasadę, żeby suma nacisków jednostkowych statycznych i dynamicznych była mniejsza niż połowa nacisku statycznego, zazwyczaj przyjmowanego jako dopuszczalny. Inne rozwiązanie tego zagadnienia polega na poddaniu gruntu wibracji intensywniejszej niż spodziewana pod fundamentem rzeczywistym. Takie zagęszczenie wibracyjne można przeprowadzić za pomocą powierzchniowych walców wibracyjnych (program egzamin ustny).

Zagęszczanie wibracyjne

Do zagęszczania gruntu można również zastosować tzw. wibroflotację (D’Appolonia, 1953). Zazwyczaj wymaga się zagęszczenia gruntu do stopnia zagęszczenia większego niż 70%. W wielu zagadnieniach, takich jak m. in. projektowanie fundamentów pod maszyny, nie należy dopuścić, żeby wystąpiło znaczne zagęszczenie gruntu od wibracji. Jednakże w innych przypadkach celowo stosuje się wibrację, aby właśnie grunt zagęścić. Na rysunku 15-6 pokazano walec wibracyjny zagęszczający nasyp piaszczysty (opinie o programie). Zagęszczanie wibracyjne, stosowane od dawna do zagęszczania gruntów ziarnistych, jest obecnie często stosowane do zagęszczania gruntów spoistych. W tym punkcie zajmiemy się przede wszystkim zagęszczaniem piasków.

Otwarty od góry pojemnik wypełnia się piaskiem w stanie luźnym. Niekiedy umieszcza się na powierzchni piasku obciążniki. Pojemnik poddaje się drganiom przez kilka minut, po czym mierzy się wysokość próbki w pojemniku i oblicza nowy ciężar objętościowy (segregator aktów prawnych). Następnie wibruje się przy większej częstości drgań. Dane na wykresie 15-8, otrzymane przy użyciu takiego pojemnika poddanego drganiom na stole wibracyjnym drgającym w ruchu pionowym, przedstawiają typowe wyniki takich badań. Przed badaniem stopień zagęszczenia piasku wynosił około zera. Początkowo, dopóki przyspieszenie wzrastało prawie do 1 g, wystąpiło bardzo małe zagęszczenie, dopiero z chwilą osiągnięcia przez przyspieszenie wartości 1g wystąpiło zasadnicze zagęszczenie.

Największe zagęszczenie osiągnięto przy przyspieszeniu równym 2g, natomiast dalsze powiększanie przyspieszenia wywołało zmniejszenie zagęszczenia piasku. Przy badaniu tego piasku wprowadzono kilka kombinacji przemieszczenia i przyspieszenia w celu osiągnięcia każdego przyspieszenia i jak to widać na wykresie wyniki były zasadniczo niezależne od zastosowanych kombinacji. Wyniki takich badań służyły często do twierdzenia, że największe przyspieszenia mogą decydująco wpłynąć na zagęszczenie (Barkan, 1962)(promocja 3 w 1). Jednakże same duże przyspieszenia bez znacznych zmian naprężenia mogą nie wywoływać zagęszczenia (Ortigosa i Whitman, 1968). Ale, jak to już wskazano w rozdz. 10, powiększenie naprężenia wywołuje stosunkowo małe zagęszczenie piasku, jeżeli naprężenia nie są dostatecznie duże, aby skruszyć ziarna. Dlatego jest oczywiste, że dopiero przez kombinację można osiągnąć tak duże zagęszczenie piasku, jakie dostrzega się podczas wibracji.