Zastosowanie metody elementów skończonych w analizie drgań gruntu

W dzisiejszych czasach wiele z nowoprojektowanych dróg zlokalizowanych będzie w gęsto zabudowanych terenach mieszkaniowych, a także na obszarach, gdzie istnieją budynki zabytkowe. Dlatego już na etapie wstępnego projektowania dróg należy wziąć pod uwagę wpływ propagacji fali drganiowej spowodowane przez ruch pojazdów na budynki znajdujących się w bezpośrednim sąsiedztwie projektowane drogi. Jedną z metod, która może być zastosowana do określenia wpływu ruchu pojazdów po nowoprojektowanej drodze na budynki jest metoda elementów skończonych. W artykule przedstawiono zastosowanie metody elementów skończonych do oszacowania wpływu drgań wymuszonych przez ruch pojazdów po nowoprojektowanej drodze znajdującej się w centrum dużego miasta na znajdujące się w pobliżu budynki mieszkalne. Metoda elementów skończonych została wykorzystana do modelowania gruntu w miejscu planowanej budowy drogi oraz budynków znajdujące się w jej bezpośrednim sąsiedztwie. W procesie modelowania gruntu wykorzystano badania geologiczne oraz wyniki pomiarów drgań gruntu wymuszonych poprzez ruch walca wibracyjnego po trasie planowanej inwestycji drogowej. W związku z tym możliwe było dostrojenie opracowanego modelu elementów skończonych gruntu oraz budynków. Proponowana w artykule metoda analizy drgań gruntu pozwala skrócić czas potrzebny do zaprojektowania układów wibroizolacji, które będą chronić budynki oraz ludzi w nich przebywających przed niekorzystnym wpływem drgań spowodowanych ruchem pojazdów po nowoprojektowanej drodze. Prace były prowadzone w ramach projektu badawczego 4875/B/TO2/2010/38 finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

---

Nowadays, many of the designed road are located through the densely built-up residential areas, and even the areas where there are historic buildings. Therefore, already at the stage of preliminary road design one should take into account the effects of vibration wave propagation caused by movement of vehicles on buildings located in the immediate vicinity of designed road. One of the methods that can be used to determine the dynamic effects of designed road for residential buildings is the finite element method. This paper presents an application of the finite element method for the estimation of the dynamic interaction of designed road located in the centre of a major city in the nearby residential buildings. Finite element method was used to model the land and buildings located near the designed road. In the process of land modelling the geological studies of ground and measurements of soil vibrations caused by the vibratory road roller rides conducted by the authors were used. Thus it was possible to tune the developed finite element model. Proposed in this paper method of analysis of ground vibrations reduce the time needed to design a vibration isolating elements that will protect people and buildings from the destructive effects of vibration caused by vehicles movement the designed road. The work was carried out in a research project 4875/B/TO2/2010/38 financed by Ministry of Science and Higher Education.