Πειραματική μελέτη διάδοσης ελαστικών κυμάτων σε σύστημα εδάφους - θεμελίωσης

Abstract

This work presents the experimental study of stress wave propagation in a plane model made of plexiglas and representing a half space uniform soil in which press fitting parts are founded. The press fitting parts, also made of plexiglas, represent the structures, which have the form of a typical footing or the form of a two column single frame. The study is carried out by applying the optical method of caustics. Each specimen is drilled with small performation in a square array. These holes consist stress rosettes. The stress pulse is created when the specimen is impacted by a projectile, which is fired out of an air-gun. For the recording of the stress pulse propagation a Cranz-Schardin high speed camera is used. Finally the experimental results are compared with corresponding results of computer analysis using the finite element method. The ANSYS program is used. The comparison of the experimental and computer analysis results is carried out using the stress intensities and the directions of principal stresses.

Στην εργασία αυτή γίνεται πειραματική μελέτη διάδοσης τασικού παλμού σε επίπεδο μοντέλο από plexiglas που προσομοιάζει ομοιόμορφο έδαφος, στο οποίο ένα ένθετο έχει θεμελιωθεί. Το ένθετο, (πάλι από plexiglas), προσομοιάζει την κατασκευή και έχει την μορφή μεμονωμένου πέδιλου ή πλαισίου επί μεμονωμένων πέδιλων. Η μελέτη γίνεται μέσω της μεθόδου των καυστικών. Σε κάθε δοκίμιο διανοίγονται οπές που αποτελούν ροζέτα των τάσεων. Η μέγιστη διάμετρος της καυστικής μας δίνει την ένταση των τάσεων, (σ₁-σ₂), ο δε προσανατολισμός της τις διευθύνσεις των κύριων τάσεων. Η δημιουργία του τασικού παλμού δημιουργείται με πρόσκρουση επί του δοκιμίου βλήματος που εξέρχεται από κανόνι πεπιεσμένου αέρα. Για την αποτύπωση των φαινομένων μια μηχανή ταχείας φωτογράφισης χρησιμοποιήθηκε. Τέλος τα πειραματικά αποτελέσματα συγκρίθηκαν με πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων δυναμικής ανάλυσης, από το οποίο εκτυπώθηκαν αντίστοιχα αποτελέσματα (ANSYS). Η σύγκριση των αποτελεσμάτων έγινε για τις εντάσεις των τάσεων, (σ₁-σ₂), και τις διευθύνσεις των κύριων τάσεων υπήρξε πάρα πολύ καλή σύμπτωση στα συγκρινόμενα αποτελέσματα.