Научный архив: статьи

Введение. Статья посвящена моделированию процесса взаимодействия вибровальца с деформируемым грунтом при уплотнении технологических слоев автодороги. Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения качества и долговечности земляного полотна автомобильных и железнодорожных дорог, что напрямую зависит от эффективности уплотнения грунтов.

Методы и материалы. Приводятся исследования с помощью метода математического моделирования колебательной системы «вибровалец катка – деформируемая среда». Система включает в себя взаимодействующие между собой элементы, обладающие жесткими и вязкими свойствами. Эти свойства соответствуют реологическим характеристикам рабочего органа катка и деформируемой им среды. Модель основана на системе дифференциальных уравнений второго порядка, описывающих взаимодействие масс вибровальца и грунтовой среды с учетом их упруго-пластических и вязкостных свойств.

Результаты. Представлены впервые полученные зависимости коэффициента вязкого трения и жесткости деформируемого грунта от влияния внешней деформирующей силы. На основе этих данных решается система дифференциальных уравнений движения колеблющихся масс, позволяющая определить средние значения виброускорений в объеме уплотняемого грунта. Впервые предложена функциональная зависимость, уточняющая массу активно деформируемого грунта в зависимости от параметров вибрации, геометрических характеристик вальца и типа грунта.

Обсуждение и заключение. Полученные результаты могут быть использованы для обоснования рациональной частоты колебаний вибровозбудителя и других режимных параметров дорожных катков, что способствует повышению эффективности транспортного строительства. Усовершенствованная математическая модель взаимодействия вибровальца катка с деформируемым грунтом даёт возможность определить величины виброускорений частиц деформируемого грунта. Результаты исследования могут быть использованы для повышения эффективности дорожно-строительной техники, в частности при проектировании дорожных катков.