На основе уроков, извлеченных из многих аварий фундаментов, и результатов тщательного исследования Крокетт и автор этой книги смогли установить принципы проектирования и расчета фундаментов машин (50). Всякий фундамент машины можно рассматривать как систему из масс и пружин, поддающуюся сравнительно простому вибрационному расчету. Размеры, абсолютные и относительные, каждого элемента системы можно выбрать в соответствии с заданными условиями; можно также выбрать удовлетворительные характеристики пружин и способ демпфирования. Характеристики пружин или пружинящих подкладок не обязательно должны быть линейными. Каждый из элементов системы из масс и пружин обладает при колебаниях шестью степенями свободы. Это обстоятельство нужно иметь в виду на всех стадиях проектирования и расчета. Грунт сам по себе образует систему из масс и пружин; собственную частоту или пределы собственных частот этой системы нужно определять на месте каждой установки и периодически проверять во время ее сооружения. Частоты собственных колебаний грунта мало изменяются от присутствия фундамента. Грунт и покоящийся на нем фундамент большей частью оказываются способными вибрировать с поддающимися определению частотами со всеми шестью степенями свободы.

Необходимо избежать резонанса рабочей частоты машины и грунта, если недопустимы большие амплитуды колебаний и рассеяние мощности. Это особенно относится к случаю, когда амплитуды велики и нужно уменьшить связанные с ними не приятности для близко расположенных машин, приборов, конструкций и жилых домов. Если нельзя избежать такого резонанса, то можно применить основные методы улучшения условий, используемые в других системах масс и пружин. Простые конструкции лучше всех. Поведение одного твердого тела, обладающего шестью степенями свободы, поддается расчету методами, излагаемыми в учебниках. Системы с двумя или тремя массами можно рассчитывать, имея в виду, что результаты указывают на вероятное поведение системы. Но фундаменты, состоящие йз большого числа масс, часто представляют собой неустойчивые системы, и колебания их часто не поддаются расчету.

При проектировании всегда нужно учитывать законы распространения волн напряжений, чтобы не допускать местного возрастания напряжений в результате отражения, преломления или дифракции этих волн, в особенности в точках фокусов. Волны напряжений распространяются в пространстве; обычно эти напряжения — сжимающие, растягивающие и сдвига. Поверхности отливок должны быть возможно более точными, чтобы избежать местной концентрации напряжений и дребезжания. Авторы работы (50) пытались также привлечь внимание к некоторым более общим вопросам вибрации в работе, удостоенной премии имени Тельфорда (51). В этой работе указывается на большие ежегодные потери от воздействия вибрации на обычные сооружения; многие промышленные, исследовательские, медицинские и культурные учреждения испытывают помехи в работе от вызываемых вибрацией неполадок. В работе доказывается, что тщательный подход к проектированию и расчету может значительно ослабить вредное влияние колебаний грунта. Можно полагать, что изложенная в этой работе теория проливает свет на причины того, почему не удавались прежние попытки создать виброизоляцию зданий от колебаний грунта; практическое приложение развитой в работе теории может, по мнению ее авторов, уменьшить эти колебания более чем на 90%.