Научный архив: статьи

Введение. Вибрационные катки являются наиболее распространенным средством уплотнения грунтов в строительстве. Характер развития напряжений на поверхности контакта вальца с грунтом зависит от технических характеристик вибрационного катка (массы вальца, массы рамы вальца, частоты и вынуждающей силы колебаний, количества и характеристик амортизаторов вальца) и свойств грунта.

Материалы и методы. Моделирование взаимодействия вибрационного катка с уплотняемым грунтом осуществлялось с использованием трехмассной реологической модели системы «рама – валец – грунт». Дифференциальные уравнения движения масс в режимах контакта и отрыва от грунта решались численно. Для определения численных значений времени нагружения (увеличения контактных напряжений от нуля до максимального значения) и времени разгрузки (уменьшения контактных напряжений от максимального значения до нуля), а также максимальной силы реакции грунта на реологической модели был проведен вычислительный эксперимент. В качестве независимых параметров вибрационного катка использовалась масса вибровальцового модуля (масса, приходящаяся на переднюю ось) и относительная вынуждающая сила. В качестве независимых параметров грунта были выбраны коэффициенты упругого и вязкого сопротивления грунта. Общее количество сочетаний факторов равнялось 192. Значения времени нагружения и разгрузки грунта, а также максимальной силы реакции грунта определялись по осциллограммам изменения силы реакции грунта во времени.

Результаты. С использованием программы STATISTICA получены уравнения регрессии для расчета численных значений времени нагружения и разгрузки грунта, а также максимальной силы реакции грунта и соответствующие значения коэффициентов достоверности множественной аппроксимации.

Обсуждение и заключение. Реологическая модель воспроизводит асимметричный характер изменения контактных напряжений при уплотнении грунта вибрационным катком, наблюдающимся в экспериментальных осциллограммах напряжений, полученных при полевых экспериментальных исследованиях. Полученные результаты имеют большое значение для расчета глубины распространения напряжений в грунте и распределения напряжений в грунте после прохода вибрационного катка с использованием волнового подхода к описанию распространения напряжений в грунте. В дальнейшем целесообразно проведение вычислительного эксперимента с расширенным перечнем независимых параметров катка, включающих частоту колебаний.

Введение. Грунтовые вибрационные катки являются наиболее распространенным типом спецтехники для уплотнения грунтов благодаря своей универсальности и высокой производительности. На эф­фективность уплотнения грунтов вибрационными катками оказывают влияние большое количество параметров, которые оценивают статические (общая масса и распределение массы между тяговым и уплотняющим модулем), динамические (частота и вынуждающая сила колебаний) и общие (мощность двигателя, транспортная и рабочая скорости движения, диаметр и ширина вальца) характеристики. Статистическая обработка технических характеристик является эффективным инструментом для изучения взаимосвязи между параметрами и выявления тенденций развития, в том числе для грунтовых вибрационных катков различных поколений.

Материалы и методы. В исследовании анализировались технические характеристики грунтовых ви­брационных катков различных поколений. Статистическая обработка проводилась в программе Microsoft Excel. Общее количество рассмотренных грунтовых вибрационных катков составило 432 модели, из них 252 машины 3-го и 4-го поколений и 180 машин 5-го поколения.

Результаты. Показаны графические представления взаимосвязей различных технических характери­стик грунтовых вибрационных катков разных поколений в зависимости от массы вибровальцового моду­ля. Также получены уравнения регрессии и соответствующие значения коэффициентов детерминации. Предложен параметр «линейная относительная вынуждающая сила», характеризующий совместное влияние относительной вынуждающей силы и ширины вальца грунтового катка.

Обсуждение и заключение. В результате исследования определены диапазоны изменения основных технических характеристик вибрационных катков различных поколений, выпускавшихся в течение по­следних 20…30 лет, и выявлены некоторые тенденции изменения этих параметров при переходе к различным поколениям грунтовых катков. Сравнительно большой разброс значений технических характе­ристик, отвечающих за динамические возможности грунтовых вибрационных катков, свидетельствует об отсутствии у производителей и исследователей единого мнения по обоснованию численных значений данных параметров.