CC BY
21the base components of fire-extinguishing powders with relative fire-extinguishing ability on established order are correlated.
References
1 Effect of inorganic additives on the explosion hazards of coal dust. J. Corecld, T. Szkred //Proc. Shenyang Int. Symp. Dust Explos, henyang. Sept. 14-16, 1987. - Snenyabg, 1987. - P. 528-538.
2 Plotnikov V. M., Belyaev V. V. Destructive and damaging effects from an accidental explosion. - Almaty, 2001. - 98 p.
3 Govorov V. I., Chernyshev A. A., Chernyshova T. P., Prokhorenko N. New prospects of utilization of metallurgical wastes //Mat-ly Republican. scientific. scient. Conf. "Innovations in ecology". - Kokshetau, 2004. - P. 157-160.
4 Govorov V. I., Chernyshev A. A. On directions in the prevention of explosions of powder materials // Technology of metals: collection of scientific works.Tr. Carmate. - Almaty, 2000. - Pp. 171-172.
5 Guidance on operation and application of automated systems vzryvopodavlenija - localization of explosions (ASVP - LV) in underground excavations of coal mines, hazardous gas and dust. The Department of coal industry of the Ministry of energy. Introduced
20.11.03. - M.,2003. - 25 P.
6 Govorov V. I., Chernyshev A. A., O. S., Kriv-enko T. S. Method of evaluation of efficiency of fire extinguishing powder waste // Technology of metals and secondary materials: collection of scientific works.Tr. Carmate. - Temirtau, 2004. - P. 166-169.
7 Kim A.V., Chernyshev A. A. Criteria of fire and inflammation of industrial dusts // national center for scientific and technical information. Karaganda, 2007. - 21 S.
8 Kuduk V. A., Markin A. M., Dolgopolov A. V. Problems of methodology of determination of fire extinguishing ability of the powder means for unattended installations //Large fires: prevention and extinguishing/ Materials of scientific conference. - M.: VNIIPO, 2001. - Pp. 180-183.
9 Chernyshev A. A. On the possibility of using dolomite dust in fire-extinguishing compositions, Proc. international. Rauch. scient. Conf. "Scientific - technical progress in metallurgy". - Karaganda, 2007. - S. 365-368.
10 Dushebaev K. M., Govorov V. I., Chernyshev A. A. On the use of fine waste in fire-extinguishing compositions // Nauch. - tekhn.SB. "News of science of Kazakhstan". - Almaty, 2007. - No. 4. - P. 49-54
Novskiy А. V.
Ph.D., Professor, Odessa State Academy of Civil Engineering and Architecture Novskiy V.A., Ph.D., Assistant Professor, Odessa State Academy of Civil Engineering and Architecture Voitenko I. V. Ph.D., Assistant Professor, Odessa State Academy of Civil Engineering and Architecture НовскийАлександр Васильевич кандидат технических наук, профессор кафедры оснований и фундаментов Одесской государственной академии строительства и архитектуры Новский Василий Александрович
кандидат технических наук, доцент кафедры оснований и фундаментов Одесской государственной академии строительства и архитектуры Войтенко Инга Владимировна
кандидат технических наук, доцент кафедры оснований и фундаментов Одесской государственной академии строительства и архитектуры
SPECIAL PROPERTIES OF LIMESTONE OF THE ODESSA REGION ОСОБЫЕ СВОЙСТВА ИЗВЕСТНЯКА-РАКУШЕЧНИКА ОДЕССКОГО РЕГИОНА
Abstract: the technique and results of studies of anisotropic properties of limestone-shell rock are described. It is found that the anisotropy coefficient depends on the type of load in determining the different strength characteristics and is in the range of 1.89 - 0.86. Softness in humidification also depends on the type of load and is in the range of 0.75 - 0.90. Therefore, when considering anisotropy and softness it is necessary to consider a type of loading of limestone - shell rock.
Keywords: limestone-shell rock, anisotropy, stratification, tensile strength, shears resistance, structural strength, softness.
Аннотация: Описана методика и результаты исследований анизотропных свойств известняка-ракушечника. Установлено, что коэффициент анизотропии зависит от вида загружения при определении различных прочностных характеристик и находится в пределах 1,89 - 0,86. Размягчаемость при увлажнении также зависит от вида загружения и находится в пределах 0,75 - 0,90. Следовательно, при учете анизотропии и размягчаемости необходимо учитывать вид загружения известняка - ракушечника.
Ключевые слова: известняк-ракушечник, анизотропия, слоистость, предел прочности, сопротивление срезу, структурная прочность, размягчаемость.
Постановка проблемы в общем виде и ее связь с важными практическими задачами. Грунтовая толща Одесского региона, которая используется как основание фундаментов зданий и сооружений, характеризуется наличием комплекса лессовых грунтов, которые подстилаются понтич-ними известняками, ниже которых залегают меоти-ческие глины. С повышением этажности зданий и устройством многоярусных подземных помещений возникла необходимость использования известняков в качестве несущего слоя фундаментов на естественном основании и свайных. Эти задачи обусловили проведение дополнительных исследований механических свойств известняка-ракушечника.
Анализ последних исследований и публикаций. Экспериментальных данных о строительных свойствах понтических известняков, как оснований фундаментов, не так много. В материалах изысканий для этих пород обычно приводят сведения только о пределе прочности на одноосное сжатие, как для полускальных пород. Другие параметры, определяющие прочностные и деформационные свойства, до недавнего времени отсутствовали.
Мало изученными являются вопросы анизотропии и размягчаемости. Изучением этих вопросов занимается ряд ученых, в том числе кафедры оснований и фундаментов ОГАСА, результаты которых изложены в работах [1, 2, 3]. Разработаны и апробированы методики определения механических свойств известняка, как в лабораторных, так и полевых условиях. Осуществляется накопление и обработка экспериментальных данных с целью формирования региональных норм.
Выделение нерешенных ранее частей общей проблемы. Установлено, что значение предельной нагрузки, приложенной вертикально к слоистости известняка, отличается от значений при приложении нагрузки в горизонтальном направлении (вдоль слоистости). Этим можно объяснить разное значение показателей деформативных и прочностных свойств в вертикальном и горизонтальном направлении. Но достаточно полных сведений об изменении свойств известняков с учетом анизотропии на сегодняшний день нет. Мало изучен вопрос о размягчаемости известняка при водо-насыщении.
В нормативной литературе за критерий оценки анизотропных свойств скальных и полускальных пород принят коэффициент анизотропии ка, значение которого определяют отношением показателя предела прочности на одноосное сжатие в горизонтальном направлении Кса к его значению при вертикальном векторе приложения нагрузки Ис. Нами установлено, что подобное соотношение между другими показателями механических характеристик известняка-ракушечника, которыми является структурная прочность, сопротивление срезу, сопротивление сжатию в массиве, отличаются от коэффициента анизотропии по значениям предела прочности на одноосное сжатие. Поэтому, в расчетах, где используется структурная прочность и сопротивление срезу, в том числе вдоль боковой поверхности буронабивных свай, нужно использовать соответствующие коэффициенты анизотропии.
Постановка задачи. Перед исследованиями была поставлена задача определить коэффициенты анизотропии и размягчаемости известняка-ракушечника Одесского региона при определении предела прочности на одноосное сжатие, сопротивления срезу по боковой поверхности буронабивных свай и структурной прочности в массиве.
Изложение основного материала. Пильный известняк-ракушечник Одесского региона является органогенной породой, обладающей анизотропными свойствами и способностью размягчаться при увлажнении. Его толща состоит из скопления скелетов моллюсков, сцементированных на контактах прочными кристаллизационными связями. Прочность на раздавливание зависит от направления усилия. Значение предельной нагрузки, приложенной вертикально к плоскости их накопления, отличается от значений при горизонтальном приложении нагрузки (вдоль слоистости).
Коэффициент анизотропии при определении предела прочности на одноосное сжатие. Коэффициент анизотропии кадс при определении предела прочности на одноосное сжатие был определен по пяти сериям испытаний образцов известняка-ракушечника с размерами граней 70 мм, основные результаты которых приведены в табл. 1.
Wschodnioeuropejskie Czasopismo Naukowe (East European Scientific Journal) #3(31), 2018 ЙМЙ 23 Таблица 1 Соотношения показателей предела прочности на одноосное сжатие известняка-ракушечника вдоль и поперек слоистости_
Серия Количество Значение показателя предела Коэффициент ани-
испытаний прочности, МПа. зотропии,
Поперек Вдоль слоистости, ka, Rc
слоистости, Rc, Ro, a
1 10 0,84 1,28 1,52
2 10 0,50 1,32 2,64
3 10 0,98 2,12 2,16
4 10 0,52 1,13 2,17
5 10 0,89 1,27 1,43
Среднее 50 0,75 1,42 1,89
Таким образом, по результатам проведенных исследований, предел прочности на одноосное сжатие поперек слоистости меньше, чем вдоль слоистости. При этом коэффициент анизотропии составил 1,89.
Коэффициент анизотропии при определении структурной прочности. Как известно, предел прочности на одноосное сжатие не отражает фактического значения сопротивления разрушению и последующего уплотнения известняка в массиве. От давлений, передаваемых фундаментом на основание, в грунтовой толще возникают напряжения на участках поверхности частиц скелета в точках их контактов. Векторы напряжений направлены
хаотично. От суммы их проекций на вертикальную ось «2» возникают напряжения, вызывающие уплотнения с2 . От суммы их проекций на ось «Х» или «У» возникает напряжение, вызывающее боковые давления су или сх. При возникновении горизонтального давления при раздавливании кубика отсутствует сопротивление вдоль его боковых граней, что снижает значение при разрушении в отличии от структурной прочности р^ в массиве.
Определение р^ в лабораторных условиях проведены в приборе (см. рис. 1), в котором боковое давление грунта под штампом уравновешивается структурной прочностью испытываемой породы, препятствуя разрушению его в стороны.
Рис.1. Внешний вид и схема прибора для определения структурной прочности 1 - направляющее кольцо; 2 - штамп; 3 - образец грунта; 4 - корпус; 5 - индикатор часового типа; 6 - нижнее кольцо; 7 - верхнее кольцо
5
5
В табл. 2 приведены результаты определения партии без соблюдения их синхронизации, по-р^ поперек и вдоль слоистости на образцах одной этому, коэффициент анизотропии определен по
средним значениям, полученным в испытаниях.
Таблица 2 Результаты определения р^ поперек и вдоль слоистости в известняках-ракушечниках в воздушно-сухом состоянии_
Серия Количество Значение показателя структурной Коэффициент ани-
испытаний прочности, МПа. зотропии,
Поперек Вдоль слоистости, Pstr,a kä,Pstr
слоистости, pstr,
6 1 2,48
7 3 1,72
8 2 1,62
9 4 0,95
10 4 2,87
11 4 2,46
12 4 3,29
13 4 2,29
14 3 1,93
15 4 2,20
16 4 3,01
17 4 2,65
18 3 3,16
19 4 1,95
20 4 2,10
Среднее 52 2,16 2,73 1,26
Таким образом, по результатам проведенных исследований, структурная прочность поперек слоистости меньше, чем вдоль слоистости. При этом коэффициент анизотропии ка,р^ составил 1,26.
Коэффициент анизотропии при определении сопротивления срезу вдоль боковой поверхности буронабивных свай
Одной из прочностных характеристик известняка-ракушечника является сопротивление срезу по боковой поверхности буронабивных свай. Стенки скважин буронабивных свай обладают вы-
сокой ноздреватостью. Цементное молоко при бетонировании сваи проникает в крупные пустоты пор, образуя шероховатую поверхность сопряжения между стволом сваи и окружающей породой. Сопротивление срезу определяется не трением, а прочностью известняка, находящегося за пределами поверхности ствола сваи, пропитанного затвердевшим цементным раствором. Следовательно, разрушение при «срыве» происходит по известняку. Схема и внешний вид силового устройства для испытаний моделей свай приведены на рис. 2 , а результаты исследований в табл. 3.
ЕЛ
Й
-V— » «I
шМ
Г • ■
Рис. 2. Схема и внешний вид силовой установки для испытания известняка-ракушечника моделями буронабивных свай 1, 2 - неподвижные плиты; 3 - образец известняка; 4 - модель сваи; 5 - динамометр; 6 - индикаторы часового типа; 7 - домкрат; 8 - полость под пятой сваи
В скважинах, пройденных поперек слоистости, ноздреватость стенок выше, чем в скважинах вдоль слоистости. Предельное значение сопротивления
сдвигу определено по результатам сорока испытаний известняка модельными сваями в поперечном и продольном направлениях по отношению к слоистости.
Wschodnioeuropejskie Czasopismo Naukowe (East European Scientific Journal) #3(31), 2018 ЙМЙ 25 Таблица .3 Соотношения показателей сопротивления срезу известняка-ракушечника по боковой поверхности буронабивных свай вдоль и поперек слоистости_
Серия Количество Значение показателя сопротивления Коэффициент ани-
испытаний срезу, МПа. зотропии,
Поперек Вдоль слоистости, £,а ka,f
слоистости, fc,
21 4 0,93 0,81 0,87
22 4 0,86 0,71 0,83
23 4 1.46 1.20 0,82
24 4 0,97 1,02 1,05
25 4 1,24 0,90 0,73
Среднее 20 1,09 0,93 0,86
Таким образом, по результатам проведенных исследований, сопротивление сдвигу поперек слоистости больше, чем вдоль слоистости. При этом коэффициент анизотропии кад составил 0,86.
Коэффициент размягчаемости при определении предела прочности на одноосное сжатие Одним из особых свойств известняка-ракушечника является размягчаемость при увлажнении. Водонасыщение оказывает влияние на снижение показателей прочностных свойств грунтов. Она оценивается коэффициентом размягчаемости, определяемом отношением пределов прочности в водонасыщенном и воздушно-сухом состояниях. Согласно нормативным документам породы по этому показателю делятся на размягчаемые и не размягчаемые. К не размягчаемым относятся породы со значением к^ > 0,75, а к размягчаемым -при к^ < 0,75.
Значения коэффициента размягчаемости, полученные по соотношению предела прочности на одноосное сжатие, отличаются от значений при определении структурной прочности и сопротивления сдвигу вдоль боковой поверхности буронабивных свай. Испытания по определению коэффициентов размягчаемости по значению структурной прочности и сопротивления сдвигу выполнены при приложении вертикальной нагрузки поперек слоистости. Водонасыщение опытных образцов выполнялось в течение 15 суток.
Средневзвешенные значения коэффициента размягчаемости, полученные по результатам определения предела прочности образцов в воздушно -сухом состоянии Ис и после водонасыщения по 23 испытаниям в каждом состоянии приведены в табл. 4.
Таблица 4 Соотношение показателей предела прочности одноосному сжатию в воздушно-сухом и водо-насыщенном состоянии
Серия Количество испытаний Значение показателя предела прочности, МПа Коэффициент размягчаемости, ks
В сухом состоянии R. В водонасыщенном состоянии, R^t
26 4+4 0,95 0.76 0,80
27 4+4 0,97 0,65 0,67
28 3+3 0,83 0,48 0,58
29 4+4 0,44 0,44 1,00
30 4+4 0,42 0,25 0,60
31 4+4 0,41 0,42 1,02
Среднее 23+23 0,67 0,50 0,75
Таким образом, «пильный» известняк-ракушечник по результатам испытаний на одноосное сжатие можно отнести, как к размягчаемым, так и не размягчаемым. Среднее значение этого показателя по 46 опытам равно 0,75.
Коэффициент размягчаемости при определении структурной прочности.
Ниже приведены результаты 32 испытаний по определению показателей структурной прочности разных образцов известняка-ракушечника по 16 для каждого состояния по влажности. Основные результаты приведены в таблице 5.
Таблица 5 Соотношение показателей структурной прочности известняка-ракушечника в водонасыщенном и воздушно-сухом состоянии
Серия Количество Значение показателя структурной Коэффициент раз-
испытаний прочности, МПа. мягчаемости,
В сухом В водонасыщенном со- к^рзй-
состоянии, р81г стоянии,
32 2+2 0,98 0.92 0,94
33 3+3 1,66 0,95 0,57
34 2+2 2,27 1,17 0,54
35 3+3 1,02 0,89 0,87
36 3+3 1,95 1,13 0,58
37 3+3 1,81 1,02 0,56
Среднее 16+16 1,61 1,01 0,63
Таким образом, известняк-ракушечник по результатам 32 испытаний по определению структурной прочности можно отнести к размягчаемым, так как среднее значение этого показателя равно 0,63. Полученные результаты свидетельствуют о незначительных отклонениях коэффициента размягчае-мости для разных образцов от средневзвешенного.
Коэффициент размягчаемости при определении сопротивления срезу вдоль боковой поверхности буронабивных свай
Исследованиями [1, 2] установлено, что сдвиг вдоль боковой поверхности буронабивных свай в
известняке-ракушечнике, происходит не по поверхности ствола, а на расстоянии от него, равном проникновению цементного молока в породу. В проведенных испытаниях моделей свай это расстояние изменялось от 2 до 3 мм, в среднем - 2,5 мм. Сдвиг определяли разрушением известняка в результате перемещения ствола после «срыва». Установлено, что известняк-ракушечник по результатам 48 испытаний по определению сопротивления сдвигу вдоль боковой поверхности буронабивных свай можно отнести к не размягчаемому, так как среднее значение этого показателя равно 0,90.
Таблица 6 Соотношение показателей сопротивления срезу известняка-ракушечника вдоль боковой поверхности буронабивных свай после водонасыщения и при воздушно-сухом состоянии
Серия Количество Значение показателя сопротивления Коэффициент ани-
испытаний срезу, МПа. зотропии,
В сухом В водонасыщенном со- &
состоянии, : стоянии,
38 4+4 1,03 1,24 1,20
39 4+4 1,23 1,19 0,97
40 4+4 1,72 1,35 0,78
41 4+4 0,65 0,59 0,91
42 4+4 0,65 0,49 0,75
43 4+4 0,87 0,68 0,56
Среднее 24+24 1,02 0,92 0,90
Таким образом, по результатам 48 испытаний известняк можно отнести к не размягчаемому, так по определению сопротивления сдвигу вдоль боко- как среднее значение этого показателя равно 0,90. вой поверхности буронабивных свай исследуемый
Таблица 7 Значения коэффициентов размягчаемости при определении разных показателей механических свойств известняка-ракушечника_
Показатели механических свойств Предельное значение показателей, МПа при испытаниях Коэффициент размягчаемости
В воздушно-сухом состоянии После водонасыщения
Яо 0,67 0,50 0,75
1,61 1,01 0,63
1,02 0,92 0,90
Выводы и рекомендации
На основании выполненных исследований установлено, что анизотропные свойства известняка-ракушечника существенным образом зависят от определяемых механических характеристик, при
этом соотношение между коэффициентом анизотропии составляет 2,2 раза. Наибольшие значения получены при определении предела прочности на одноосное сжатие (1,89) и наименьшие - при опре-
делении сопротивления срезу вдоль боковой поверхности буронабивных свай (0,86). Коэффициент размягчаемости в меньшей мере зависит от определяемых механических характеристик и находится в пределах 0,75 - 0,90.
Таким образом, при выполнении расчетов с учетом анизотропии, необходимо использовать соответствующие коэффициенты, характерные тем либо иным показателям механических свойств известняка-ракушечника.
Список литературы:
1. Новский В.А. Исследование прочностных и деформативных свойств известняка-ракушечника а
лабораторных условиях /В. А. Новский// Вюник Одесько! державно! академи будiвництва та ар-хiтектури.- Одесса, 2008. - Вип. 29, ч. 2. - с. 289-295.
2. Новский А.В. Известняк-ракушечник. Исследование и использование в качестве основания фундаментов / Новский А.В., Новский В.А., Туга-енко Ю.Ф./ Астропринт. Одесса, 2014. С. 92.
3. Kornienko N.U. Mechanical Properties of Semi-Rocks Soils and Methods of Their Determination / N.U. Kornienko, A.V. Novskiy, A.P. Tkalich, Y.F. Tugaenko // Proceedings of the 15 th European Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. - Part 1. Athens, 2011. - p. 43-49.
УДК 681.58:697.96
Gaydukevich S. V.
senior teacher, Separated subdivision of the National university of bioresources and natural use Ukraine of
"Berezhanskiy agrotechnical institute " Semenova N.P.
senior teacher, Separated subdivision of the National university of bioresources and natural use Ukraine of
"Berezhanskiy agrotechnical institute"
Гайдукевич CeimnaHa Василшна
старший викладач, В1докремлений тдроздш Нацiонального yuieepcumemy 6iopecypcie i природокори-
стування Украши "Бережанський агротехнiчний тститут "
Семенова Нaдiя naenieHa
старший викладач, Вiдокремлений тдроздш Нацiонального yнiверcитетy бюресурав i природокори-
стування Украши "Бережанський агротехнiчний iнcтитyт "
DEVELOPMENT OF THE PROGRAMMATIC GUIDED SYSTEM OF SUPPORT OF MICROCLIMATE OF INCUBATOR
РОЗРОБКА ПРОГРАМНОКЕРОВАНО1 СИСТЕМИ ПЩТРИМАННЯ М1КРОКЛ1МАТУ
1НКУБАТОРА
Summary: The automatic remote control system by the parameters of microclimate of incubator is offered on the base of the microprocessor system. Planning of construction of model of incubator which will realize the developed microprocessor device on the Arduino Uno platform is conducted.
Key words: temperature, humidity, microprocessor, control system, control of parameters.
Анотащя: Запропоновано систему автоматичного дистанцшного керування параметрами шкроклъ мату шкубатора на базi мшропроцесорно! системи. Проведено проектування конструкцп макету шкуба-тора, який реалiзуe розроблений м^опроцесорний пристрш на платформi Arduino Uno.
Ключовi слова: температура, волопсть, мжропроцесор, система керування, контроль параметрiв.
Постановка проблеми. Устшна шкубащя яець домашшх та промислових птахiв залежить вщ шдтримки та забезпечення оптимальних значень температури, вологосл, повiтрообмiну та перюди-чного Гх перевертання [1]. Тому недотримання цих умов викликае потворнiсть в розвитку зародка, що приводить до його загибелг
Так як iснуючi автоматичш системи керування мiкроклiматом промислових iнкубаторiв мають низку недолiкiв, яю суттево знижують гх якiсть та на-дiйнiсть, то одним iз найбiльш прогресивних напря-мкiв шкубацшних пiдприемств - це пiдвищення продуктивносп за рахунок реалiзацii новiтнiх тех-нологiй, сучасного обладнання, модернiзацii систем керування.
Ва сучаснi автоматизованi системи керування побудоваш на базi управляючоГ обчислювальноГ те-
хнiки мiкропроцесорних засобiв (мжропроцесор-них контролерiв (МПК) та електронних обчислюва-льних машин (ЕОМ)).
Але в умовах кризи та недостатнього фшансу-вання дуже важко вирiшувати задачi модернiзацii шляхом обладнання iнкубаторiв сучасними мжроп-роцесорними комплексами та цифровими терморегуляторами (1С1ДА, КЛ1МАТ, 1СТА та 1н.) з широкими межами керування та вимiрювання парамет-рiв внаслiдок Гх високоГ вартостi.
Аналiз останнiх досл1джень i публiкацiй. Проблеми розвитку шновацшног шфраструктури економiки в цiлому та питання функцюнування ш-кубаторiв як невщ'емноГ частини шновацшног системи знайшли вiдображення у наукових працях таких вчених як У.Б. БережницькоГ, А.Б. Немченко, О.М. Паламарчука, 1.1. ПродановоГ, Ю.М. Смаков-ськог, В.Ю. Фiлiпова та iн.
