Анализ поверхностного уплотнение грунтов земляного полотно железных дорог вальцовыми катками Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

АНАЛИЗ ПОВЕРХНОСТНОГО УПЛОТНЕНИЕ ГРУНТОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНО ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ВАЛЬЦОВЫМИ КАТКАМИ

Кахаров З.В.

старший преподаватель кафедры «Строительство железных дорог, путь и путевого хозяйство» Ташкетский институт инженеров железнодорожного транспорта

Узбекистан г. Ташкент

SURFACE ANALYSIS OF THE EARTH SEAL COMPOSITION OF RAILWAY CANOLAS BY

ROLLERS

Kakharov Z.

senior lecturer of the department "Construction of railways, track and track facilities" "Tashket Institute of Railway Transport Engineers"

Tashkent, Uzbekistan

Аннотация

Анализ процесса укатки показывает, что при движении вальца на длину элемента валец поднимается на высоту 5. Это позволяет выразить процесс равенством работы внешней силы и силы сопротивления слоя уплотнению. Разработанные методики могут быть рекомендованы к практическому использованию.

Abstract

An analysis of the rolling process shows that when the roller moves along the length of the element, the roller rises to a height of 5. This allows us to express the process by the equality of the work of the external force and the resistance force of the layer to compaction. The developed techniques can be recommended for practical use.

Ключевые слова: Лёссы и лёссовидные грунты, макропористые трехфазные грунты, процесс уплотнения, вальцовый каток, проходка вальцового катка, укатка слоя грунта, силы сопротивления слоя грунта.

Keywords: Loesses and loesslike soils, macroporous three-phase soils, compaction process, roller skating rink, roller roller sinking, rolling of the soil layer, resistance forces of the soil layer.

При сооружении земляного полотно железных дорог на сильно сжимаемых и мало прочных грунтах, основании становится нерациональным, такие грунты укрепляют путем уплотнения грунтов различными катками.

Для укрепления глинистых неводонасыщен-ных (так называемых трехфазных) грунтов используется методы поверхностного уплотнения. Макропористые трехфазные грунты, обладающие повышенной водо- и газопроницаемостью (лёссы и лёссовидные грунты), можно укрепить на значительную глубину до 0,5...0,6 м можно с помощью пневмокатков, которые широко применяют в дорожном строительстве для послойного уплотнения возводимых из грунтов насыпей, дамб и т.д.

Способ уплотнения грунта выбирают путем сравнения вариантов по технико-экономическим показателям с учетом области применения каждого метода.

Несвязные грунты хорошо уплотняются передвижными виброплитами на глубину 0,5.0,8 м и виброкатками на глубину до 1 м. Связные и несвязные грунты можно уплотнять гружеными автомашинами на глубину 0,4.0,7 м. Имеются трамбующие машины, обеспечивающие большую глубину уплотнения (до 1,2 м).

Поверхностное уплотнение широко используют для устранения просадочных свойств лёссовидных грунтов. К поверхностным методом уплотнения грунтов относится и метод уплотнения грунтов вальцовыми катками.

В глинистых водоносыщенных слабых грунтах они не эффективны, поскольку такие грунты плохо уплотняются и подвержены морозному пучению.

Глубину уплотнения грунта катками определяют по формуле, полученной на основе экспериментальных полевых исследований.

hу=mу•JWh , (1)

где: my - коэффициент, зависящий от свойств уплотняемого грунта, значения которого изменяются от 0,5 до 1 (м/т)1/2; М- масса катка, т; h - высота уплотняемого слоя, м. Сущность процесса уплотнения (механизм) заключается в сдвиге частиц относительно друг друга (ео-2 = Аmo), (2)

причем этот сдвиг в начале уплотнения не вызывает сил упругости, в дальнейшем они появляются, просадка слоя 5 (измеряемая микронами) является упругой, исчезающей после прохода вальца.

Показатели интегрального уравнения дают значение константы А (Дж/кг), зависящей от давления катка на поверхность слоя R (Н/см2), подчеркивая необходимость выяснения оптимального (необходимого и достаточного) числа проходов вальца по одному месту п0.

Энергетический уровень уплотняемого слоя определяется из выражения

ео = - Ro (Дж/кг), (3)

Y

при плотности массы

go

где: g - уплотняемый объём, см2.

По данным наблюдений, после первого прохода вальца в уплотняемом слое остаются внутренние силы сопротивления, возникающие в результате увеличения контакта между частицами уплотняемого вещества, так как уменьшаются пустоты, неравномерность плотности.

При завершения процесса укатки слоя просадка 5 соответствует создаваемому вальцом

з

напряжению и отношение - получает предельное значение, определяющий конечный энергетический уровень слоя. Средняя скорость движения вальца (ио, м/с) практически зависит от волнообразования на поверхности слоя и должна быть минимальной для увеличения КПД. Фактическая продолжительность прохода при длине уплотняемого слоя / (м)

4 = ±. (5)

уо

Анализ процесса укатки показывает, что при движении вальца на длину элемента ^ТОЗ—Е2 валец поднимается на высоту 5. Это позволяет выразить процесс равенством работы внешней силы и силы сопротивления слоя уплотнению:

Т^DS-S2=Qд (Дж) (6)

Характеризующим взаимодействие рабочего органа машины и перерабатываемого материала. Такие равенства ложатся в основу анализа процессов при из экспериментальном исследовании.

При общей длине уплотняемого слоя /=100 м, при толщине слоя й=0,1 м и применении двух вальцового катка общим весом 1 т, с весом каждого вальца с образующей 0,5 м и диаметром 0,5 м 5000Н осадка слоя после 20 проходов вальца 2-5 рейсов катка в двух направлениях достигла 0,009м.

При дальнейших проходках вальца толщина слоя не уменьшалась, что позволило считать процесс завершенным. При первом проходе длина следа от вальца

2VШ - 82=0,12 м, (7)

его половина -0,06м. Отношение

=/ =

0,15 является коэффициентом сопротивления движению вальца.

При общем времени уплотнения слоя 11000 с среднее время одного прохода составляет 550 с или скорость движения и0= 0,18 м/с - 650 м/ч является средней в процессе укатки.

При силе тяги, измеряемой динамометром, Т=400 Н, мощность катка Ти=7200 ДЖ/с, работа, затраченная в процессе, около 9000000 Дж.

При общем объеме уплотняемого материала 100 0,5 0,1=5 м3 и плотности песчаного грунта 1600 кг/м3 масса уплотняемого материала то составляет

1

м2

расходуется

8000 кг и на 79200000:8000=9900Дж.

При удельном давлении вальца 10000 Н/м2 полезная работа катка на всю площадь укатки ю = 500 м2 составляет 5000000 0,009=45000Дж, что делает поглощения энергии на 1 м3 ео=4500 8000= 0,5625 Дж/кг, КПД укатки ^=5,625 99=0,567.

Исследования других материалов в тех же условиях (табл.1), свидетельствуют, что по мере увеличения плотности материала уменьшается число необходимых и достаточных проходов вальца, коэффициент сопротивления движению, увеличивается скорость движения катка, а его мощность колеблется в малых пределах.

Из данных табл. 1 видно, что при увеличении плотности материала уменьшается затрата энергии на его уплотнение. КПД катка при этом резко падает, с 0,5625 для песчаного слоя до 0,08 для песчаного бетона, т. е. в 7 раз. Однако технический урок

вень сопоставляемых процессов —, равный для пес-

£0

чаного слоя 0,5675:5,6= 0,1 и для песчаного бетона 0,8:0,9=0,9, увеличивается с увеличением плотности материала в 9 раз. Это свидетельствует о недопустимости оценок процессов по значениям КПД без учета энергетического уровня ео (Дж/кг).

Постоянство мощности машины, перерабатывающей различные материалы (в среднем 7200 Дж/с), и ее энергетической константы а=0,0001 подтверждает возможность объективной оценки машин их энергетическими константами, на значения которых влияют конструктивные особенности машин и их параметры.

ö

Таблица 1

Материалы Число проходов По Осадка 5о, м S CN 45 1 45 Q л д ё с а И « Коэф-т сопротивления / Общее время to о о S л т с о а § с няя д е р О Сила тяги Т, Н Плотность т0 Масса mo Энергетический уровень ео, Дж Затраченная энергия Nto, Дж102 Энергетическая константа материала А , Дж

Песчаный грунт о (N 0,009 9 ©0 о" 11000 00 © © 4 1600 ©0 ос 5,625 00 vi4

Гравийная смесь ОО 0,005 г-©0 г-©0 6400 5 tN ©~ © © 3 1700 v\ ос <N 4t (N

Щебеночный слой (N 0,002 5 ©0 ©0 3560 4 со © (N 2 1800 о9 <N

Песчаный асфальтобетон ОО 0,0005 2 ©0 d ©0 2220 6 © © 2 2100 - 2 tN tN

Цементный бетон г- 0,0002 2 ©0 1750 © 00 2200 - 9 tN

Список литературы

1. Железнодорожное строительство. Технология и механизация. Под. ред. С.П. Першина. - М.: Транспорт, 1991.

2. Железные дороги в песчаных пустынях. За-киров Р.С. -М.: Транспорт, 1980.

3. Организация сооружения земляного полотна при строительстве дорог в аридных регионах. Закиров Р.С. Омаров А.Д. Часть 1. Издательство «Бастау», КазАТК, Алматы, 2001,-156с.

4. Основные процессы и оборудование в технологии строительных материалов. А.В. Егоров,

А.Л. Рульнов. (Общий курс): Учебник. - М.: ВЗИСИ 1998. - 80 с.

5. Поверхностное уплотнение грунтов. Каха-ров З.В., Мехмонов М.Х. «Интернаука»: научный журнал - № 48(82). 2018-84 с.

6. Механика грунтов. Основания и фундаменты. Г.Г. Болдырев М.В. Малышев. учеб. пособие - Пенза: ПГУАС, 2009.

7. Строительство железных дорог. Спиридонов Э.С. Жинкин Г.Н. Луцкий С.Я. -М.: Транспорт, 1995.-208 с.

8. Строительные машины. М.И. Гальперин, Н.Г. Домбровский.- М. Высшая школа 1998 г.

ФАКТОРЫ РИСКОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Михайлов О.В.

Магистрант Института Архитектуры и Строительства Волгоградского Государственного Технического Университета

RISK FACTORS IN CONSTRUCTION

Mikhailov O.

Undergraduate In Architecture and Construction Volgograd State Technical University

Аннотация

Эффективность и конкурентоспособность результата строительства сильно зависят от его способности и возможности оказывать противодействие множеству возмущающих факторов внешней и внутренней среды, например, организационно-технологическим рискам или неопределенностям. К тому же строительная индустрия значительно изменилась за последние годы. В современном мире в строительстве преобладают в основном частные инвесторы. Все это делает строительный процесс более уязвимым и подверженным многочисленным рискам, которые нужно уметь анализировать, классифицировать, оценивать, чтобы в итоге успешно управлять ими.