Публикации автора

Введение. Известно, что обводненные заторфованные грунты преобладают на Севере России и на территории её Арктической зоны. Такие грунты обладают малой несущей способностью, что снижает возможность их использования при строительстве автозимников. Уплотнение (обжимка) заторфованных грунтов изменяет их теплофизические и физико-механические свойства, изменяя режимы промерзания и оттаивания слабых оснований, а также несущую способность сухопутных автозимников на заболоченных территориях. В статье отражены результаты экспериментальных исследований изменения теплофизических и физико-механических показателей заторфованного грунта при разной степени его уплотнения.

Методы и материалы. Для исследований применяли маловлажный грунт с высоким содержанием органического вещества (торфа) более 50%. Его уплотняли нагрузками, величина которых характерна при операциях по уплотнению (обжимке) слабых заторфованных оснований на автозимниках (0,01, 0,03 и 0,06 МПа), и замораживали в камере до температуры минус 15 0С. Контроль температуры осуществляли на различной глубине образца через заданные промежутки времени. Для этого скомпоновали прибор, основными элементами которого являются термодатчики марки DS18B20 и микроконтроллер ArduinoNano. Теплопроводность талого и мёрзлого грунта определяли с помощью зондового прибора МИТ-1. Для определения прочности (твёрдости) образцов использовали динамический плотномер Д-51 и универсальный пенетрометр ПУС-3М.

Результаты. Уточнены свойства исследуемого органического грунта. Определена теплоёмкость этого грунта в зависимости от его влажности, температуры и плотности. Оценено влияние степени уплотнения грунта на кинетику его промораживания. Представлены результаты исследования зависимости условной прочности (твёрдости) грунта при разной температуре и плотности, а также результаты интерпретации результатов динамического зондирования в модуль упругости для исследуемого заторфованного грунта.

Заключение. Уплотнение (обжимка) заторфованного грунта увеличивает его теплопроводность и скорость промерзания верхнего слоя болота, что способствует ускорению ввода автозимника в эксплуатацию. Уплотнение (обжимка) заторфованного грунта значительно увеличивает его прочность при замораживании, что предопределяет увеличение несущей способности автозимников на болотах. Наиболее перспективно использование для оперативного контроля плотности и прочности промороженной торфяной плиты на автозимниках методов динамического зондирования пенетрометрами различной конструкции. Получены результаты определения условного показателя прочности (твёрдости) торфяного грунта с помощью зондирования динамическим плотномером и универсальным пенетрометром.

Введение. В статье рассматривается проблема, актуальная для территории нашей страны – расчёт несущей способности ледовых переправ и автозимников. Эта проблема всё более актуализируется в связи с развитием северных территорий, увеличением грузоподъёмности автотранспорта и величины грузопотока. При этом строительство постоянных дорог и мостовых переходов требует очень больших капитальных затрат, пока недоступных для РФ.

Методы и материалы. Выполнен критический анализ методов определения расчётным путём несущей способности ледового покрова на переправах (максимальной разрешённой нагрузки на ось одиночного автомобиля или автопоезда). Рассмотрены рекомендации нормативно-методических документов по данному вопросу. Представленный анализ отечественных и зарубежных публикаций позволил дать оценку математическим моделям разного уровня сложности и детализации, с разным набором факторов, влияющих на конечный результат.

Результаты. В результате исследований составлена сводная таблица, в которой приведены формулы для расчёта несущей способности ледового покрова, параметры, которые учитываются в этих формулах, а также значения несущей способности, рассчитанной по данным формулам для двух температур: 0°С и минус 20°С.

Заключение. По результатам анализа видно, что наибольшее количество параметров учитывается в трёх зависимостях: М. М. Казанского – Р. А. Шульмана; Q. Wang; ОДМ 218.4.030–2016 «Методические рекомендации по оценке грузоподъёмности ледовых переправ». При этом величина несущей способности, рассчитанная по 11 представленным формулам, изменяется в 2-3 и более раза. Следовательно, представленные математические модели для прогнозирования несущей способности ледовых переправ требуют экспериментальной проверки на реальных объектах методом протаскивания контрольного груза (при некоторой доработке этого метода).

Введение. Транспортно-технологические средства на базе гусеничной ходовой части нашли свое применение как для военной, так и для гражданских отраслей. Их широкое использование обусловлено целым рядом преимуществ, способствующих дальнейшему развитию механизации производств, повышению эффективности транспортировки грузов в условиях Крайнего Севера, развитию инфраструктуры при освоении новых территорий. Обеспечение проходимости и подвижности машин с гусеничным движителем, в том числе гусеничных транспортеров-тягачей, возможно путем использования дизель-генераторов и электромеханических трансмиссий. Возможность управления движением гусеничной машины (ГМ) с выносного пульта (дистанционное управление), что в свою очередь характеризует ГМ с электромеханической трансмиссией (ЭМТ), как наземный робототехнический комплекс (НРТК). Одной из составляющих научных исследований в этом направлении является проведение имитационного моделирования движения быстроходной гусеничной машины с электромеханической трансмиссией. Целью моделирования процесса движения является обоснование энергетических характеристик электромеханической трансмиссии гусеничной машины и подтверждение адекватности ранее выполненных теоретических исследований.

Методы исследования. Моделирование проводились в среде программирования VISSIM по типовым циклам движения, которые эквивалентным образом отражают условия эксплуатации и применения машины на гусеничном ходу в условиях пересеченной местности и грунтовых дорог, а также натурным экспериментом на экспериментальном образце для подтверждения теоретических исследований.

Результаты. В результате исследований получены количественные оценки влияния мощности дизель-генератора и заряда накопителя энергии на динамические показатели ГМ с ЭМТ. Установлено, что для выполнения требований к перспективным образцам мощность накопителя энергии должна составлять при использовании штатного ДВС не менее 2,5 кВт·ч.

Обсуждение и заключение. Результаты исследований возможно использовать при создании на основе существующего научно-технического задела перспективного наземного робототехнического комплекса.

Введение. В условиях Сибирского и Уральского федеральных округов эксплуатация нефтегазовых месторождений требует круглогодичного транспортного сообщения. Особое значение имеют автозимники и ледовые переправы, являющиеся ключевыми элементами логистики. Их надежность напрямую зависит от несущей способности льда, что делает актуальным поиск способов её повышения. Цель исследования – экспериментальное определение эффективности применения модифицирующих материалов и добавок для увеличения прочности ледовых переправ.

Методы и материалы. Для анализа использовались образцы льда, изготовленные из дистиллированной и речной воды (р. Иртыш, р. Омь), армированные древесной стружкой (пайкеритом), геосинтетическим материалом Армдор К100, а также с добавлением раствора поливинилового спирта (PVA 1788), и их комбинаций. Испытания проводились при температуре образцов –15 °C с использованием лабораторного комплекса Gotech AI-7000 LA 10. Определялась деформативность льда при имитации нагрузки от проезда тяжелой колёсной техники.

Результаты. Результаты экспериментов показали, что прочность льда зависит от состава воды – наибольшие показатели были у образцов из дистиллированной воды. Армирование геосинтетическими материалами и использование древесной стружки повышали несущую способность и деформативность льда. При этом применение поливинилового спирта оказалось наиболее эффективным.

Заключение. Полученные результаты подтверждают целесообразность использования комбинированных технологий усиления льда, особенно в случае сочетания геосеток и модификаторов. Это обеспечивает повышение несущей способности ледовых переправ и возможность их эксплуатации при более высоких нагрузках. Рекомендовано проведение опытно-конструкторских испытаний в реальных условиях для дальнейшей проверки и внедрения предложенных конструкций.

Введение. В статье приведены результаты исследования технических параметров, отражающих использование одноковшовых гидравлических экскаваторов по времени. Выполнен анализ зависимостей, приведенных в нормативных документах, необходимых для обработки полученных данных. Были проанализированы существующие системы сбора данных с бортового компьютера одноковшового экскаватора. В качестве исследуемой машины был выбран экскаватор производства фирмы «Хитачи» (Япония).

Методы и материалы. Для определения коэффициентов использования по времени (без учета холостого хода и перемещения внутри объекта), холостого хода была описана методика сбора данных. Для обработки полученной базы данных было использовано ПО Excel и Statistica. Было выполнено описание гистограмм, формируемых при помощи ПО бортового компьютера. Предложен ряд формул, позволяющих оценить эффективность работы экскаватора без учета потерь времени на холостой ход.

Результаты. Была выполнена обработка полученной выборки при помощи ПО Statistica. Коэффициент использования по времени одноковшового экскаватора описывается бета-распределением, коэффициент холостого хода распределением Вейбула. Также получены параметры законов распределения коэффициентов использования по времени, холостого хода (математическое ожидание, коэффициент Стьюдента). По предложенным авторами зависимостям получены числовые характеристики выборок данных. Было установлено, что средняя доля холостого хода составляет 21% в течение смены, а его продолжительность около 2 ч.

Заключение. Полученные значения коэффициентов, характеризующих интенсивность эксплуатации, могут быть использованы эксплуатационными предприятиями при планировании темпов строительства объектов. Был сделан вывод, что полученные данные отличаются от значений, описанных в нормативных документах, а их внедрение позволит лучше планировать процесс производства работ.