В результате взаимодействия рабочего органа излучателя с поверх-
ностью земли определенная часть грунта деформируется, выводится
из положения равновесия и начинает совершать колебательные движе-
ния, которые распространяются во все стороны от точки приложения
нагрузки.
Реальный излучатель с точечным характером приложения нагрузки
может быть заменен некоторым объемным источником упругих коле-
баний, на поверхности которого выполняется условие
σ
=
σ
s
. Размеры
и форма его определяются плотностью и вязкостью пород, слагающих
верхнюю часть грунтового полупространства, характеристикой напра-
вленности излучателя и другими его параметрами (интенсивностью
воздействия, площадью плиты и т.д.).
Для идеального источника в однородном полупространстве уро-
венная поверхность будет представлять собой полусферу с радиусом
r
0
и вершиной в точке приложения силы. Размеры ее в реальных грун-
тах невелики, так как в самой верхней, рыхлой части разреза контакт-
ные давления быстро уменьшаются. Поэтому значение
r
0
не превыша-
ет нескольких метров. Очевидно, что уплотнение грунта в результате
повторных воздействий напряжения ведет к увеличению
r
0
.
Для уплотненного грунта уравнение кривой изменения напряжения
с глубиной может быть представлено в виде
σ
h
σ
0
=
1
1 +
L
(
h/d
ш
)
а
,
где
σ
h
— напряжение под штампом на глубине
h
;
σ
0
— контактное
напряжение на поверхности грунта;
d
ш
— диаметр штампа;
L
и
а
—
коэффициенты.
Коэффициент
а
меняется от 1,4 до 1,65 и в 70% случаев близок
к 1,5. Значение
L
колеблется в более широких пределах — от 1 до
10 в зависимости от скорости приложения силы и удельной нагрузки
от рабочей плиты излучателя на грунт. Расчеты показывают, что для
импульсных установок с
σ <
5
∙
10
6
Дж/м
2
и
v
= 10
. . .
20
м/с давление
на глубине
z
= 8
. . .
10
м падает до
(1
,
5
. . .
2)
∙
10
5
Дж/м
2
и становит-
ся близким к пределу упругости грунта. Таким образом, полусфера
с
r
= 5
. . .
10
м может рассматриваться как эффективный источник
упругих сейсмических колебаний [2].
На больших расстояниях от источника, значительно превосходя-
щих длину возбуждаемых колебаний, можно считать, что точки среды
совершают только упругие колебания со сферической симметрией.
Это обусловлено тем, что, во-первых, на таких расстояниях напряже-
ния оказываются небольшими и геологические среды ведут себя как
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2013. № 1 29
