基于彈性半空間理論的切石機基礎體系動剛度分析

劉建軍，李龍，周景深，王中有，賈瑞晨，肖毅

（湖南高速鐵路職業技術學院，湖南 衡陽421001）

1 引言

近幾年來，隨著社會對石材需求量的不斷擴大，柱式切石機設備也越來越多，但是對切石機基礎的研究較少，柱式切石機采用大塊式鋼筋混凝土機器基礎，如圖1所示。動力機器基礎的設計理論有兩種，一種是D.D.Barkan的質-阻-彈理論，當前俄羅斯、中國、印度等國規范采用；另一種是E.Reissner的彈性半空間理論，當前加拿大、美國、日本等國規范采用[1-3]。

圖1 柱式切石機基礎示意圖

圖2 彈性半空間基礎豎向振動圖

2 振動平衡方程

根據彈性半空間理論，假定地基為均勻、各向同性的彈性土體，質量為的圓形剛性基礎，假定基底受力為均勻分布，彈性半空間地基半徑為，和在豎向簡諧擾力作用下其振動平衡方程[4、5]：

把方程（1）等效為質量-彈簧-阻尼模型形式[6、7]：

式中：m基礎體系的質量

ω：機器的工作圓頻率

Pz：機器基礎的豎向擾力幅值

Z：基礎體系的豎向振幅

解出方程（2），可得出基礎體系的豎向振幅：

式中r0：圓形基礎的半徑

G：地基土的剪切模量

ρ：地基土的質量密度

f1、f2：是泊松比μ、無量綱頻率a0及擾力的Reissner位移函數

3 Lysmer比擬方程

4 結論