CC BY
23
АНАЛИЗ КОЭФФИЦИЕНТА УПЛОТНЕНИЯ СЛАБОГО ПОЧВО-
ГРУНТА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ КОЛЕСНЫХ И ГУСЕНИЧНЫХ
ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
Лобанов В.Н. (БГИТА, г. Брянск, РФ)
The mathematical equations which let determine quantity of deformation of soil and its density after machine's passage were obtained
Показатели опорных свойств транспортных средств определяют, в основном, глубину колеи то есть величину деформации почво-грунта после прохода гусеничной или колесной машины.
При работе транспортных машин на слабых почво-грунтах основная доля деформации грунтов при его сжатии приходится на его уплотнение h1.
h =
2 xb - р
En
'V
4 --v2( x -1)2 V
- arctg
4- -v2(- -1)2 V
xb
2— + v(- -1) H
Яог
(1)
где Н - толщина деформируемого слоя грунта, м;
х = — - отношение опорной длины гусеницы (или колеса) Ь к её ширине Ь
(или ширине протектора) Ь;
¡и - коэффициент Пуассона для почво-грунтов [3]; д0 - среднее давление гусеницы (колеса) еа почво-грунт;
л
Е0 - модуль упругой деформации почво-грунта, Н/м ; ¡- коэффициент, характеризующий боковое расширение слабого почво-грунта
Р = 1
2 - V
1 - V
(2)
Обозначив множитель, стоящий в скобках в уравнении (1), через а, получим выражение для определения коэффициента сопротивления уплотнению слабого почво-грунта под колёсными и гусеничными транспортными средствами:
а
2 х - b-р
Е„
arctg
]1
4 --v2 (- -1)2 V
4 — - v2 (х V
(— -1)
х +
v(x -1)
(3)
На рисунках 1- 4 приведены графические зависимости коэффициента сопротивления уплотнению а исследуемых почво-грунтов, физико - механические данные по которым приведены в таблице.
Таблица - Физико-механические свойства почво-грунтов
Тип почво-грунта Параметры почво-грунта
Е0, МПа qs, МПа И
1. Торфяная осушенная целина 0,15 0,12 0,28
2. Влажный с перегноем 0,17 0,15 0,3
3. Задернелый 0,2 0,2 0,35
4. Песчаный 0,27 0,25 0,4
Из анализа зависимостей а = ф • (Ь,Ь) видим, что с изменением размеров гусеницы (2 < Ь< 4 и 0,4 < Ь < 1) значение коэффициента а увеличивается, то есть при увеличении размеров опорной поверхности гусеницы опорные свойства лесной машины на различных почво-грунтах возрастают.
Близкие по значению экспериментальные данные по коэффициенту сопротивления уплотнению соответствующих почво-грунтов приведены в работе [2].
а-10\м/МН
5.5 5.0 4.5 4.0 3.5
3.0 2.5
2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 I
, М
Рисунок 1 - Зависимость а = Ф \Ь) Почво-грунт: торфяная осушенная целина
а-10\шМН 5,0
4.5
4,0
3.5
3,0
2,5
2,0
Ь= 1м
Ь= 0.8 м
Ь= 0.6 м
Ь = 0.4 м
2.0 2,5 5.0 5.5 4,0 I лл
11, М
Рисунок 2 - Зависимость а = Ф \Ь) Почво-грунт: влажный с перегноем
3.4 3.2 3.0 2.8 2.6 2.4 2.2 2.0 1,8 1.6 1,4
Ь =
Ь = 0,8м
Ь = 0,6м
Ь = 0,4м
2.0 2,5 3.0 3.5 4.0 [_
Рисунок 3 - Зависимость а = Ф •(£}
Почво-грунт: задернелый
a-101,wMH
2,0 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 13 1,2 1,1 1,0
0,9 0,8
2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 I йй
L, M
Рисунок 4 - Зависимость а = Ф •(L) Почво-грунт: песчаный
Вывод
Предлагаемая формула (3) учитывает влияние на коэффициент сопротивления уплотнению а почво-грунта как свойств грунта (ß, ß, E0,qs), так и параметров гусеничного и колесного движителя транспортных средств (b, L,
а, t, n1, n).
Пользуясь уравнением (3) можно определить критерий опорных и экологических свойств колесных и гусеничных транспортных средств на стадии проектирования.
Список использованных источников
1. Гоберман Л.А., Степанян К.В., Яркин А.А., Заленский В.С. Теория и конструкция строительных и дорожных машин. Под редакцией Гобермана Л.А.- М.: Машиностроение, 1979. - 407 с.
2. Лобанов В.Н. Основы выбора параметров ходовой системы гусеничных лесных машин. Учебное пособие. - Брянск, БГИТА, 2002. - 74 с.
3. Цытович Н.А. Механика грунтов. -М.: Высшая школа, 1973. - 280 с.
4. Лобанов В.Н. Оценка сопротивления уплотнению слабого почво - грунта при воздействии на него гусеничной лесной машины./ В.Н.Лобанов// Актуальные проблемы лесного комплекса./ Под редакцией Е.А.Памфилова. Сб. н. трудов по итогам Межд. науч.-техн. конф. Выпуск 27. - Брянск: БГИТА, 2010. -С. 20-22.
