بسته به مقدار نسبت پواسون، محیط خاک را میتوان بهصورت تراکمپذیر) (، تقریبا تراکمناپذیر ) ( و تماما تراکم ناپذیر) ( در نظر گرفت. چنانچه خاک تراکمپذیر نباشد، ساختار مدل مخروط مستلزم جزئیات بیشتری خواهد بود. در واقع استفاده از مدل مخروط برای اعداد پواسون بزرگ که در آنها خاک بهصورت یک محیط تراکمناپذیر درمیآید، دچار اشکال میشود. زیرا وقتی که عدد پواسون بزرگ شود، سرعت موج فشاری بدون حد افزایش مییابد و برای عدد پواسون ۵/۰ =ν سرعت موج فشاری بینهایت میگردد. نتیجتا در مود حرکت گهوارهای و قائم که سرعت موج فشاری مبنای محاسبهی سختی و میرایی میباشد، باعث میشود که برای میرایی تشعشعی خاک، مقادیری بزرگتر از واقعیت داشته باشیم.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
از طرف دیگر در حلهای دقیق برای اعداد پواسون بزرگ، ضریب سختی بهصورت یک سهمی وارون با فرکانس تغییر میکند و حتی برای فرکانسهای بزرگ ضریب سختی منفی میگردد. لذا از مقایسهی جوابهای حاصل از مدل مخروط با حلهای دقیق به این نتیجه رسیدند که در نسبت پواسون بالا قسمتی از خاک به دلیل تراکمناپذیری آن دچار ارتعاش میگردد. لذا جرمی اصلاحی به نام جرم محبوس[۴۸] به مدل مخروط اضافه شد. در نتیجه برای اعداد پواسون بالا ( ≤ ν) باید یک اصلاح در سرعت موج فشاری و اصلاحی دیگر به صورت جرم اضافه شده صورت گیرد.
همانطور که گفته شد برای درجات آزادی افقی و پیچشی یک پی سطحی واقع بر محیط نیمهبینهایت خاک، امواج برشی S موجودند. سرعت موج برشی Cs برای همهی نسبتهای پواسون ν بهصورت محدود باقی میماند.
برای درجات آزادی عمودی و چرخشی، در مدل مخروط اعوجاج محوری رخ میدهد. برای حالت تراکمپذیر (مقادیر کم ν ) امواج P که با سرعت موج انبساطی منتشر میشوند، وجود دارند. برای حالت تراکمناپذیر که نسبت پواسون ν به نزدیک میشود، مدول مقید شده Ec مطابق رابطه (۳‑۲-الف) و متعاقبا سرعت موج انبساطی Cp مطابق رابطهی (۳-۲) به سمت بینهایت میل میکند و نمیتوان مدل مخروط را به شیوهی معمول تشکیل داد. ویژگیهای خاصی برای این حالت ضروری است. بهعبارتی برای درجات آزادی عمودی و چرخشی، روش مخروط به مقدار نسبت پواسون وابسته است.
در جدول ۳-۱ ساختار مدلهای مخروط برای یک دیسک واقع بر سطح محیط نیمهبینهایت همگن به ازای تمامی درجات آزادی آورده شده است.
جدول ۳‑۱: ضرایب فنر، میراگر و جرم مدل مخروط و مدل گسسته برای یک پی سطحی
حرکت | افقی | عمودی | چرخشی | پیچشی |
شعاع معادل r0 | ||||
نسبت ظاهری | ||||
سرعت موج | ||||
جرم یا ممان اینرسی اضافه شده | ۰ | ۰ | ||
مدل گسسته | , C = K= = ۲٫۴ ( -۱/ ۳) |