Материал: 2308

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

 

 

 

 

 

E0

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

E0

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r2

 

 

 

 

 

 

 

z dz

 

 

 

 

 

 

 

 

e H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 1 0 D

0

 

 

 

 

 

 

 

 

4 1 0 D

 

 

 

 

 

 

e

z ;

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S4

 

 

 

0

 

 

2 z dz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e 2 H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

1

2

D 2

 

 

 

 

 

 

 

1 0 D 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Eгр

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гр

 

 

 

 

E0

; n

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

0

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

n n ;

 

n

 

 

 

 

 

 

 

n

n ;

 

 

 

 

1 μгр2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 μгр2

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

n2 Kn2 r2

1

m* V 2 ; 2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; m*

h1

.

 

 

 

 

 

Kn4 2r2 Kn2 S4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g

 

 

 

 

Из опытов по испытанию плит целесообразно принять Н = 2 м. Если

нагрузка находится на плите с координатами x

 

b

; ε = 0, то выражение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для прогиба под центром нагрузки запишется как

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

sin n

 

sin n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

2

2

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.29)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2bD n 1

 

2n n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где n = 1, 3, 5, 7, 9.

Рассмотрим зависимость упругих прогибов плиты, лежащей на упругом инерционном основании, от скорости движения нагрузки. Для этого выполним расчеты обобщенных упругих характеристик плиты и основания r2 и S4. В табл. 3.6 даны их значения для плит толщиной 10 и 20 см с модулями упругости 1,5·103 и 30·103 МПа. Затухание принято ρ = 0,02, что согласуется с опытами.

 

 

 

 

Расчетные параметры

 

Таблица 3.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E0, МПа

E1, МПа

h1

D

-r2

-S4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5·10

3

10

1,56·106

0,25·10-4

1,05·10-6

20

 

20

12,5·106

2 ·10-4

8,40·10-6

30·10

3

10

31.2·106

5·10-4

21·10-6

 

 

 

20

250·106

40·10-4

168·10-6

 

1,5·10

3

10

1,56·106

2,5·10-4

10,5·10-6

200

 

20

12,5·106

20·10-4

84·10-6

30·10

3

10

31,2·106

50·10-4

210·10-6

 

 

 

20

250·106

400·10-4

1680·10-6

На основе данных табл. 3.6 можно осуществить расчет безразмерных прогибов по уравнению (3.29), сведя его в табл. 3.7. При суммировании членов по уравнению (3.29) ограничимся первыми семью, поскольку последующие не вносят существенной погрешности в результат.

58

По данным табл. 3.7 построен график рис. 3.15, показывающий изменение прогиба плиты u в зависимости от скорости движения сосредоточенной нагрузки Р. Здесь же приведена шкала коэффициента, являющегося отношением упругого прогиба плиты под нагрузкой при скорости V к статическому прогибу под той же нагрузкой. Кривая 1 на рис. 3.15 характерна для случая, когда движущаяся нагрузка постоянна в процессе движения. Кривые 2 и 3 относятся к предельным границам изменения нагрузки, как если бы она представляла собой нагрузку от колеблющегося при движении автомобиля.

U P 103 2b D

V, км/ч

Рис. 3.15. Зависимость упругого прогиба и коэффициента динамичности плиты, лежащейна упругом инерционномосновании,от скорости горизонтального движения вертикальной силы. Кривая1 – для постоянной вертикальной силы. Кривые 2, 3 – для случая изменения ее как пульсирующей максимальной и минимальной нагрузок от колеса движущегося автомобиля.

Следует отметить, что данные рис. 3.15 противоречат предыдущей теории В.В. Найвельта, в которой инерция основания не учтена. Такое же принципиальное различие в закономерностях изменений прогибов пластинок, лежащих на упругом невесомом и упругом инерционном полупространстве, было получено М.В. Блохом.

59

 

 

 

 

 

Расчетные параметры для (3.28) и (3.29)

 

 

 

Таблица 3.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

Kn

Kn2

V, км/ч

h1, см

m*

γn2

αn

1/ αn

 

Kn4

λn2

1/ λn2

 

1/ αn·1/n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

20

4·10-5

0,000035

0,006

166

 

 

 

 

 

2520

1

9·10-3

81·10-3

 

 

 

 

 

 

 

6560·10-6

0,0658

15,2

 

 

40

20

4·10-5

0,000020

0,004

250

 

3800

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

20

4·10-5

0,000001

0,001

1000

 

 

 

 

15200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

20

4·10-5

0,76

0,87

1,15

 

 

 

 

 

-28

3

27·10-3

730·10-3

 

 

 

 

 

 

 

4·10-5

-0,041

-24,5

 

 

40

20

4·10-5

0,75

0,86

1,16

 

-28,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

20

4·10-5

0,72

0,85

1,17

 

 

 

 

-28,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

20

4·10-5

2,03

1,43

0,7

 

 

 

 

 

-17,5

5

45·10-3

2000·10-3

 

 

 

 

 

 

 

4·10-5

-0,04

-25

 

 

40

20

4·10-5

2,01

1,42

0,705

 

-17,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

20

4·10-5

2,00

1,41

0,71

 

 

 

 

-17,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

20

4·10-5

4,03

2,01

0,495

 

 

 

 

 

-12,40

7

63·10-3

4000·10-3

 

 

 

 

 

 

 

4·10-5

-0,04

-25

 

 

40

20

4·10-5

4,02

2,005

0,497

 

-12,45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

20

4·10-5

4,00

2,0

0,500

 

 

 

 

-12,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 7

2462,1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечание. b = 350; E0 = 200 МПа; h1 = 20 см; E1 = 30·103 МПа;

3742,16;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15141,7.

 

 

 

 

 

60

Таблица 3.8

Степень учета физических свойств дорожных конструкций в решениях о напряженно-деформированных состояниях

 

Авторы

 

 

 

 

Учтено в НДС конструкции

 

 

Модели

 

Вяз-

 

 

 

 

 

 

 

 

Авторы

теоретического

 

кость:

 

Затухание:

Инерцион-

Модель

дорожных

решения

Упру-

частич-

 

частично

ность:

адаптированного

 

основания кон-

конструкций

о НДС

гость

но

 

полно-

частично

струкции

решения

 

конструкции

 

полно-

 

стью

полностью

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стью

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Синг, Куо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А.В. Смирнов

Упругое полупро-

Колумбийский

 

 

 

 

 

 

странство

университет, США

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

УПП

СибАДИ, 1975 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1970 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С.К. Иллиополов,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С.К. Иллиопо-

 

 

 

 

 

 

 

лов,

 

И.Г. Селезнев

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

УПП

И.Г. Селезнев

Слоистая упругая

 

 

 

 

 

 

 

РГСУ, 1991 г.

 

 

 

 

 

 

среда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е.В. Углова

+

 

 

 

 

 

 

 

УПП

Е.В. Углова

 

РГСУ, 2008

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бесконечная упруго-

В.В. Найвельт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А.В. Смирнов

вязкая плита на

МАДИ, 1967 г.

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КП

1975 г.

 

 

 

 

 

 

 

упругом основании

 

 

 

 

 

 

Бесконечная упругая

В.Е. Яровой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

плита на упругом

+

 

 

 

 

УППВ

-

основании с затухани-

1970 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бесконечная упругая

З.А. Крицук ЛПИ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

плита на упруго-

1964–1970 гг.

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КП

-

 

 

 

 

 

 

 

вязком основании

 

 

 

 

 

 

 

Примечание. УПП – упругое полупространство; КП – коэффициент постели; УППВ – упругое полупространство В.З. Власова.

61

62