Обоснование режимных параметров вибрационных катков с учетом массы уплотняемого грунта в зоне активного действия вибрации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.04, кандидат наук Бурый Григорий Геннадьевич

• Бурый Григорий Геннадьевич
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Бурый Григорий Геннадьевич

КАТКАМИ

1.1 Анализ уплотнения грунтов дорожными катками

1.1.1 Анализ уплотнения статическими катками

1.1.2 Анализ уплотнения вибрационными катками

1.1.3 Анализ уплотнения комбинированными катками

1.2 Факторы, влияющие на эффективность уплотнения грунтов вибрационными катками

1.2.1 Контактные давления

1.2.2 Влажность уплотняемых грунтов

1.2.3 Количество проходов катка по одному следу

1.2.4 Толщина уплотняемого грунта

1.2.5 Значения критических виброускорений в уплотняемом грунте

1.2.6 Физико-механические свойства грунта, уплотняемого вибрационными катками

1.2.6.1 Деформационные свойства грунтов

1.2.6.2 Реологические свойства грунтов

1.2.7 Анализ исследований по изменению массы уплотняемого грунта

1.3 Выводы по главе

2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВИБРАЦИОННЫХ КАТКОВ С ГРУНТОМ

2.1 Принятые допущения при составлении математической модели

2.2 Математическая модель процесса уплотнения грунта вибрационным катком

2.3 Выводы по главе

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗОНЫ АКТИВНОГО ДЕЙСТВИЯ ВИБРАЦИИ ПРИ УПЛОТНЕНИИ ГРУНТОВ ВИБРАЦИОННЫМИ КАТКАМИ

3.1 Устройство для измерения значений виброускорений в грунте

3.2 Характеристики прибора в качестве виброметра

3.3 Общая методика экспериментальных исследований

3.4 Планирование экспериментальных исследований

3.5 Зависимости виброускорений в грунте от частоты колебаний вибровозбудителя, коэффициента уплотнения грунта, толщины слоя грунта

3.6 Уравнения множественной регрессии виброускорений в грунте от частоты колебаний вибровозбудителя, коэффициента уплотнения грунта, толщины слоя грунта

3.7 Выводы по главе

4 ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Расчет массы уплотняемого грунта вибрационными катками в зоне активного действия вибрации

4.1.1 Определение зависимости массы уплотняемого грунта в зоне активного действия вибрации от параметров грунта и катка

4.1.2 Определение толщины грунта в зоне активного действия вибрации

4.1.2.1 Определение коэффициента, учитывающего понижение значений виброускорений по толщине слоя грунта Кз

4.1.2.2 Определение виброускорений на пятне контакта вальца с грунтом

4.1.2.3 Определение критических значений виброускорений

4.2 Вибрационный каток с устройством непрерывного контроля качества уплотнения грунта

4.3 Определение параметров массы уплотненного грунта вибрационным катком

4.4 Методика обоснования режимных параметров вибрационных катков для уплотнения грунтов

4.4.1 Определение вынуждающей силы вибровозбудителя

4.4.2 Определение рабочей скорости вибрационного катка

4.4.3 Определение толщины уплотняемого слоя грунта

4.4.4 Определение массы уплотняемого грунта

4.4.5 Определение значений виброускорений массы уплотняемого грунта

4.5 Анализ адекватности математической модели

4.6 Подтверждение применимости полученной методики к каткам различных типоразмеров

4.7 Реализация методики обоснования режимных параметров вибрационных катков в программном продукте Microsoft Visual Basic

4.8 Сравнительный анализ результатов проведенных исследований

4.9 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

137

Приложение 1. Акт приемки методики обоснования режимных параметров вибрационных катков к внедрению в производственной программе ООО «Стройтехника»

Приложение 2. Расчёт годового экономического эффекта от повышения

производительности вибрационных катков

Приложение 3. Акты экспериментальных исследований зоны активного

действия вибрации

Приложение 4. Патент РФ №2500855

Приложение 5. Акт приемки методики обоснования режимных параметров вибрационных катков к внедрению

Приложение 6. Акт о внедрении результатов исследований Г.Г. Бурого. 160 Приложение 7. Акт о внедрении результатов кандидатской диссертационной работы Г.Г. Бурого

Приложение 8. Акт экспериментальных исследований по определению

плотности грунта, уплотненного вибрационным катком Hamm

Приложение 9. Свидетельство о регистрации электронного ресурса

№20339

Приложение 10. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2014661770

Приложение 11. Акт экспериментальных исследований по определению значений виброускорений в грунте, уплотняемом вибрационным катком Hamm

Приложение 12. Диплом стипендиата, выданный по распоряжению губернатора Омской области

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование режимных параметров вибрационных катков с учетом массы уплотняемого грунта в зоне активного действия вибрации»

Введение

Актуальность темы исследования. Необходимость развития дорожно-транспортной сети требует улучшения эксплуатационных характеристик земляного полотна автомобильных дорог и других насыпей инженерного назначения. Улучшение характеристик для таких сооружений во многом определяется тщательностью уплотнения грунтов. Это один из важнейших факторов, влияющих на долговечность и работоспособность самого земляного полотна, а также возведённых на нём инженерных сооружений: зданий, одежд автомобильных дорог и аэродромов, верхнего строения пути железнодорожных насыпей. Поэтому одной из ключевых операций в общем технологическом процессе строительства является уплотнение грунтов - это наиболее дешевый и распространенный метод придания им необходимой устойчивости и прочности. Основными дорожными машинами, применяемыми для уплотнения грунтов земляного полотна, являются дорожные катки. По сравнению со статическими катками наибольшее распространение получили вибрационные катки из-за их большей производительности. Повышение эффективности работы и производительности дорожных катков в транспортном строительстве несомненно актуальная и важная задача.

Степень разработанности темы исследования. В исследование процесса уплотнения грунта вибрационными катками неоценимый вклад внесли такие ученые, как Баркан Д.Д., Батраков О.Т., Веригин Ю.А., Вялов С.С., Доценко А.И., Иванов Н.Н., Калужский Я. А., Костельов М. П., Кустарев Г.В., Пермяков В. Б., Савельев С.В, Сорокин В.Н., Тарасов В.Н., Хархута Н.Я. и др. За рубежом уплотнение грунтов изучали L Forssblad, K. Terzaghi, Michael A. Mooney, W. A. Lewis, W. V. Ping, М. Novak и др.

Признавая бесспорные заслуги названных ученых, необходимо отметить, что выбор режимных параметров вибрационных катков зависит от разных факторов, в том числе от величины соколеблющейся массы уплотняемого грунта под вибровальцом. На сегодняшний день при определении рекомен-

дуемых режимных параметров вибрационных катков, масса уплотняемого грунта под вибровальцом принимается приближенно, ограничивается только толщиной слоя грунта и углом его внутреннего трения. Эта масса колеблется под воздействием вальца в так называемой зоне активного действия вибрации. Величина этой массы, а также ее изменение в процессе уплотнения до настоящего времени является до конца не решенной научной задачей. От величины этой массы зависит выбор рациональных режимных параметров вибрационных катков и, как следствие, производительность вибрационных катков и эффективность процесса виброуплотнения.

Цель диссертационной работы - повышение эффективности процесса уплотнения грунтов вибрационными катками.

Объект исследований - процесс уплотнения слоев земляного полотна вибрационными катками.

Предмет исследований - зависимости процесса взаимодействия вальца вибрационного катка с уплотняемым слоем грунта.

Поставленная цель определила следующие задачи:

1. Усовершенствовать математическую модель взаимодействия вальца вибрационного катка с массой уплотняемого грунта, учитывая зону активного действия вибрации;

2. Получить зависимости значений виброускорений в грунте от частоты колебаний вибровозбудителя, коэффициента уплотнения грунта, толщины слоя грунта для определения толщины и угла распространения зоны активного действия вибрации от пятна контакта вальца с грунтом;

3. Установить зависимость массы уплотняемого грунта вибрационными катками в зоне активного действия вибрации от физико-механических свойств грунта и режимных параметров катка;

4. Обосновать методику выбора рациональных режимных параметры вибрационных катков: частоту колебаний и вынуждающую силу вибровозбудителя, рабочую скорость.

Содержание рассматриваемых в работе вопросов отвечает формуле паспорта научной специальности 05.05.04 - «Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины», п.2 - Методы моделирования, прогнозирования, исследований, расчета технологических параметров, проектирования, испытаний машин, комплектов и систем, исходя из условий их применения; п.3 - Совершенствование технологических процессов на основе новых технических решений конструкций машин; п.4 - Методы управления машинами, машинными комплектами и системами контроля качества технологических процессов, выполняемых машинами.

Научная новизна работы:

1) Усовершенствована математическая модель «валец вибрационного катка - грунт», в которой учитывается масса уплотняемого грунта в зоне активного действия вибрации в зависимости от физико-механических свойств грунта и режимных параметров катка;

2) Определена зависимость массы уплотняемого грунта в зоне активного действия вибрации от физико-механических свойств грунта и режимных параметров катка;

3) Установлены зависимости значений виброускорений в грунте от частоты колебаний вибровозбудителя, коэффициента уплотнения грунта, толщины слоя грунта.

Практическая значимость результатов работы:

1) Разработана методика обоснования рациональной частоты колебаний вибровозбудителя, вынуждающей силы вибровозбудителя, рабочей скорости вибрационных катков, толщины уплотняемого слоя, уплотняемой массы грунта от физико-механических свойств грунта, учитывающая изменение массы уплотняемого грунта в зоне активного действия вибрации;

2) Повышена производительность вибрационных катков за счет определения их рациональных режимных параметров: частоты колебаний и вынуждающей силы вибровозбудителя, рабочей скорости;

3) Определена зависимость изменения массы уплотняемого грунта в зоне

активного действия вибрации от физико-механических свойств грунта и режимных параметров катка, а также геометрические размеры этой зоны;

4) Разработана программа, позволяющая определять режимные параметры вибрационных катков с учетом массы уплотняемого грунта в зоне активного действия вибрации;

5) Разработано устройство непрерывного контроля качества уплотнения грунта;

6) Результаты исследований использованы в учебном процессе на кафедре "Эксплуатация и сервис транспортно-технологических машин и комплексов в строительстве" ФГБОУ ВПО «СибАДИ», а также на производственных предприятиях и в организациях, занимающихся эксплуатацией уплотняющих машин.

Методология и методы исследования предусматривают совокупность экспериментальных и теоретических подходов к исследованию. Решение поставленных задач основано на анализе общепринятых теоретических положений в области уплотнения грунтов и экспериментальных исследованиях, проведенных в производственных и лабораторных условиях, на теории планирования и обработки экспериментальных данных и результатов математического моделирования. В расчетах и обоснованиях использовались программные обеспечения: Visual Basic, KDMnAC-3D, Microsoft Office.

Положения, выносимые на защиту:

- усовершенствованная математическая модель «валец вибрационного катка - грунт»;

- результаты экспериментальных исследований зоны активного действия вибрации;

- методика обоснования режимных параметров вибрационных катков с учетом массы уплотняемого грунта в зоне активного действия вибрации;

- рекомендации по режимным параметрам вибрационных катков.

Достоверность исследований обеспечена:

- использованием фундаментальных положений теории уплотнения грунта;

- достаточным объемом экспериментальных исследований, проведенных в производственных и лабораторных условиях на сертифицированном оборудовании;

- использованием математического анализа в качестве главного инструмента исследования, методов современной обработки результатов исследований;

- проверкой адекватности теоретических исследований экспериментальными исследованиями.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались: на Международной 66-й научно-практической конференции «Ориентированные фундаментальные и прикладные исследования - основа модернизации и инновационного развития архитектурно-строительного и дорожно-транспортного комплексов России» (СибАДИ, г. Омск, 2012 г.); II Межвузовской научной конференции студентов и аспирантов «Природные и интеллектуальные ресурсы Омского региона (Омскресурс-2-2012)», (ОмГТУ, г. Омск, 2012 г.); VII Всероссийской научно-практической конференции (с международным участием) «Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования», (СибАДИ, г. Омск, 2012 г.); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной Дню российской науки (с международным участием) (СибАДИ, г. Омск, 2012 г.); на научно-практической конференции, посвященной Дню российской науки (СибАДИ, г. Омск, 2013 г.); на XIV Международной научно-практической конференции аспирантов, студентов и молодых ученых "Теоретические знания - в практические дела", (ОФ ФГБОУ ВПО «МГУТУ им. К. Г. Разумовского», г. Омск, 2013 г.); на 67-й научно-практической конференции «Теория, методы проектирования машин и процессов в строительстве» (СибАДИ, г. Омск, 2013 г.); на Международном кон-

грессе "Архитектура. Строительство. Транспорт. Технологии. Инновации" (СибАДИ, г. Омск, 2013 г.); III Межвузовской научной конференции студентов и аспирантов «Природные и интеллектуальные ресурсы Омского региона (Омскресурс-3-2013)» (ОмГТУ, г. Омск, 2013 г.); Международной научно-практической конференции «Современные научные исследования: актуальные проблемы и тенденции» (ОИВТ филиал ФГБОУ ВО «НГАВТ», г. Омск, 2014 г.); на заседаниях кафедры ЭСМиК ФГБОУ ВПО «СибАДИ».

Реализация результатов работы. Результаты исследований приняты к внедрению ООО «Стройтехника», ЗАО НПК «Дорожно-Строительные Технологии» (г. Омск) и применяются в учебном процессе в различных дисциплинах на кафедре «Эксплуатация и сервис транспортно-технологических машин и комплексов в строительстве» ФГБОУ ВПО «СибАДИ».

Публикации. По результатам исследований опубликовано 12 работ, в том числе 7 работ в материалах научных конференций, 5 статей в журналах, рекомендованных перечнем ВАК Минобрнауки РФ. Получены свидетельство о регистрации электронного ресурса и свидетельство о регистрации программы для ЭВМ. Получен патент на изобретение РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованных источников и приложений. Общий объём работы 169 страниц, включая 27 таблиц, 53 рисунка и 12 приложений. Библиографический список включает 161 наименование.

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ

НА ПРОЦЕСС УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВ ВИБРАЦИОННЫМИ

КАТКАМИ

1.1 Анализ уплотнения грунтов дорожными катками 1.1.1 Анализ уплотнения статическими катками

Уплотнение грунтов является важным технологическим процессом строительства земляного полотна. Неоценимый вклад в исследование виброуплотнения грунта внесли такие ученые, как Баркан Д.Д., Батраков О.Т., Вялов С.С., Доценко А.И., Калужский Я. А., Костельов М. П., Кус-тарев Г.В., Пермяков В. Б., Савельев С.В., Тарасов В.Н., Хархута Н.Я., Шлегель И.Ф. и др. [15,16,17,18,53,54,55,56,57,58,59,70,72,73,75,85,86,87, 89,90,91,92,113,114,115,116,117,129,130,131,133,134,143,144,153,154,155]. Одним из наиболее распространенных методов уплотнения является статическое уплотнение, которое обеспечивается укаткой. Уплотняющее действие катков зависит от максимальных контактных давлений, распределения давлений по площади контакта, размеров поверхности контакта, скорости укатки и числа проходов. Максимальные контактные давления оказывают основное влияние на прочность материала. Увеличение минимального размера пятна контакта приводит до определенного предела к увеличению толщины уплотняемого слоя. По мере движения катка в каждой точке грунта возникает волна напряжений, и под действием напряжений происходит перегруппировка частиц в активной зоне грунта [43,62,78,102,106,118,132].

Рисунок 1.1 - Статический каток с гладкими вальцами

При статическом уплотнении грунта наибольшее распространение получили катки с гладкими вальцами (рис. 1.1). В процессе уплотнения грунта статическими катками активная зона грунта остается практически неизменной. На рисунке 1.2 представлена схема уплотнения гладким статическим вальцом.

Рисунок 1.2 - Схема уплотнения грунта гладким металлическим вальцом: И - толщина уплотняемого слоя, м; 8 -общая деформация грунта, м; ошах - максимальные контактные напряжения, Па; 0 - сила тяжести вальца с пригрузом от веса катка, Н

С.А. Варганов в работе [35] предложил определять по зависимости (1.1) максимальное напряжение в грунте, оптимальную толщину уплотняемого слоя грунта - по зависимости (1.2) и линейное среднее удельное давление на грунт - по зависимости (1.3):

= .Е-

^ тах ^ л ^ ;

W I-

нопт = ^ • ^;

(1.1) (1.2)

а л = §, (13)

где - линейное среднее удельное давление на грунт, Н/м; Е - модуль деформации грунта, Па; '0, 'с - соответственно естественная и оптимальная влажность грунта, %; Я - радиус вальца катка, м; В - ширина вальца, м; у -экспериментальный коэффициент (для сыпучих грунтов у =0,35м/Н; для связных грунтов у =0,28м/Н) [34,35,102,132].

Основное преимущество таких катков - простота конструкции. Недостатки - неравномерная передача напряжений на грунт и низкая производительность уплотнения в пределах толщины слоя. Эффект уплотнения зависит от параметров (размеров) катка: силы тяжести вальца с пригрузом от веса катка, линейного давления на грунт, радиуса вальца и режима уплотнения (число проходов, скорость движения катка) [77,97].

Гладковальцовые статические катки все меньше и меньше используются в строительстве. Основная причина заключается в том, что они обладают невысокой производительностью [102,132].

Среди различных типов статических катков хорошо показали себя катки на пневматических шинах [6,102,132] (рисунок 1.3).

/ЦПЩЦ

Рисунок 1.3 - Статический каток на пневматических шинах

Уплотняющим органом таких машин являются пневматические шины, которые (в отличие от жёстких вальцов) под действием нагрузки деформи-

руются. Деформация приводит к увеличению площади контакта с материалом и, как следствие, увеличивается время контакта [102,109,132].

Параметры катков необходимо подбирать, исходя из необходимой зоны проработки грунта. Несмотря на простоту конструкции, статические катки имеют существенный недостаток - низкую производительность.

1.1.2 Анализ уплотнения вибрационными катками

Сущность способа - создание напряжения на пятне контакта катка с грунтом под действием уплотнения, связанного с перегруппировкой частиц грунта за счет их колебаний, вызванных вибрационными машинами.

Процесс вибрации значительно уменьшает коэффициенты внутреннего трения грунтов, что уменьшает сопротивление трению частиц. Наиболее эффективно уплотнение вибрированием несвязных грунтов, так как в связных грунтах помимо сил трения между частицами присутствуют силы сцепления [6,9,67,79,101,102,132]. Машины для вибрационного уплотнения делятся на вибрационные плиты и катки, причём катки получили гораздо большее распространение вследствие большей универсальности и разнообразия рабочих органов. Применяются гладкие (рис. 1.4), ребристые, кулачковые вибрационные вальцы. Также известны вибрационные катки с обрезиненными вальцами и вибропневмокатки [6,43,52,92,95,102,132,147].

а) б)

Рисунок 1.4 - Вибрационные катки: а) прицепной; б) самоходный

Основная цель при создании вибрационных катков - это возможность повысить эффективность уплотнения при том же достигаемом Ку (коэффициенте уплотнения), снизить вес катка и потребляемую мощность, что позволяет перейти на использование менее мощных, а потому более дешёвых двигателей. Получаемый от создания вибрационных катков эффект может быть оценен коэффициентом эффективности кэ [6,98,102,112,128,132], который определяется по зависимости

Ч

К = —, (1.4)

Чв

где q - линейное давление обычного гладковальцового катка, которое необходимо для доведения грунта до необходимой плотности в слое оптимальной толщины, Н/м; qв - линейное давление того же катка, определяемое при тех же условиях, но при наличии колебаний вальца, Н/м [6,101,102,128,132].

Вибрационные катки имеют большую производительность по сравнению со статическими за счет применения вибрации в процессе уплотнения, что ведет к сокращению количества проходов катка. Однако уплотнение вибрированием достаточно сложный процесс, в котором необходимо подбирать режимные параметры катка в зависимости от свойств грунта [98,107,111,139].

Вибрационные катки как прицепные, так и самоходные могут работать в ударном режиме. При этом в зависимости от относительного амплитудного значения возмущающей силы один удар вальца о грунт приходится на 2,3 и более оборотов дебалансов. Учитывая исследования Г. Н. Попова, можно сделать вывод, что переход к ударному режиму колебаний происходит при Р>2р. Здесь размах колебаний вальца катка увеличивается прямо пропорционально относительной величине возмущающей силы. Такая закономерность имеет место до Р«8р, после чего она приобретает экспоненциальный характер [6,64,66,95,101,102,128,132].

Исследования [1,52,60,70,95,101,102,128,132,148] показали, что переход к ударным колебаниям у вибрационных катков происходит при несколько

большем отношении возмущающей силы к весу, чем в случае вибрационных плит. Уплотнение несвязных грунтов более эффективно в том случае, когда каток совершает квазигармонические колебания большой амплитуды. При таком режиме на уплотнение единицы объёма грунта расходуется минимальная работа. Этот режим при частотах 30-60 Гц достигается, когда P«2Q. Вместе с тем, уплотнение связных грунтов должно производиться при ударных колебаниях катка, и потому при выборе относительной величины возмущающей силы возможно руководствоваться неравенством P>(3,5-4,0)Q [6,74,101,102,128,132].

По исследованиям Н.А. Цытовича, Д.Д. Баркана, Н.Я. Хархуты, А.И. Доценко, амплитуду колебаний по глубине уплотняемого слоя можно определить по зависимости

а = а0 • е"Y'h, (1.5)

где ао - амплитуда колебаний вибратора, м; e - основание натуральных логарифмов; h - расстояние по вертикали от вибратора до рассматриваемой точки, м; у - коэффициент, зависящий от свойств уплотняемого материала, учитывает уменьшения виброускорений по толщине слоя грунта, 1/м (значения у составляют 0,07-0,1) [53,54,55,56,57,58,59,135,136].

В настоящее время вибрационным каткам отдается большее предпочтение, нежели статическим. Вибрационные катки обладают рядом преимуществ по сравнению со статическими катками, такими как меньшая металлоемкость, а за счет воздействия на грунт вибрационных колебаний достигается более равномерное уплотнение. Однако недостатком вибрационных катков является сложность выбора их режимных параметров в зависимости от свойств грунта. По исследованиям Д.Д. Баркана и Н.Я. Хархуты, одним из критериев эффективности процесса виброуплотнения могут являться значения виброускорений в уплотняемом грунте. Они являются второй производной от перемещений в грунте, т.е. пропорциональны деформации грунтовой среды. Следовательно, для анализа эффективности процесса виброуплотнения необходимо определять условия достижения максимальных значений

виброускорений. Критические значения виброускорений (по Д.Д. Баркану) являются критерием, ограничивающим зону протекания деформаций при уплотнении грунтов, т.е. позволяют определять объем массы уплотняемого грунта, который характеризует активную зону действия вибрации. Масса оказывает существенное влияние на интенсивность уплотнения грунтов вибрационными катками.

1.1.3 Анализ уплотнения комбинированными катками

Применение комбинированного уплотнения, в основу которого положен принцип совмещенного приложения вибрационных и повторяющихся нагрузок, привлекает все большее внимание исследователей в связи с возможностью получения повышенных значений необратимых деформаций в уплотняемой среде. Комбинированными катками являются катки с рабочими органами различных типов (рисунок 1.5). Существуют различные комбинации рабочих органов, например, кулачковый вибрационный валец и пневмоши-ны; гладкий вибровалец и пневмошины; несколько пневмошин на двух осях и статический или вибрационный валец на третьей оси; сдвоенные вибровальцы и пневмошины [92,126,128,132].

Рисунок 1.5 - Каток комбинированного действия

Одним из вариантов комбинированного уплотнения является вибро-пневмоукатка, заключающаяся в предварительной обработке уплотняемого

грунта различными вибрационными рабочими органами (виброплитами, виброкатками) и в последующем приложении повторяющихся нагрузок значительной интенсивности, в частности, ряда проходов катка на пневматических шинах [92,126,128,132].

Комбинированное уплотнение с применением вибрации и повторяющихся (импульсных) нагрузок имеет теоретическое обоснование.

Согласно существующей теории [92,126,128,132], структурное сопротивление слоя грунта вдавливанию колеса на пневматической шине 5 полностью определяется величиной угла внутреннего трения ф и сцепления С, что видно из следующих формул, предложенных Н.Н. Ивановым (1.6) и И. Симоном (1.7):

8 = 5С • tg2 i450 +0 (1.6)

8 = ('' \ . (1.7)

1 "I п ~ф\tgф

Повысить эффективность уплотнения повторяющимися нагрузками можно лишь в том случае, если в процессе деформирования резко снизить структурное сопротивление материалов действию уплотняющей силы и, судя по формулам (1.6) и (1.7), принципиально возможно вследствие снижения ф либо С, либо обеих величин одновременно [92,126,128,132].

Таким образом, вибрация при комбинированном уплотнении создает предпосылки для получения материалов повышенной плотности из-за уменьшения сопротивляемости последующему воздействию уплотняющей силы. Но на сегодняшний день вследствие неопределенности некоторых факторов, в том числе условно присоединенной массы колеблющегося грунта, т.е. массы грунта в зоне активного действия вибрации, не является возможным достаточно точно определять эффективные параметры виброкатков. При малых ускорениях, не превышающих некоторого предела (в свое время названное критическим ускорением), нагруженный образец вовсе не дает осадки и не меняет плотности. Когда ускорения превышают указанный предел,

начинается процесс уплотнения. Некоторые авторы, построив кривую изменения действующего ускорения по глубине и кривую изменения критических виброускорений по глубине, находят точку пересечения этих кривых, глубину расположения которой и принимают за толщину уплотняемого слоя [85,86,87,103,113,114,115,116,117,136,143,144].

1.2 Факторы, влияющие на эффективность уплотнения грунтов

вибрационными катками

1.2.1 Контактные давления

В соответствии с исследованиями Н.Я. Хархуты, В.Б. Пермякова и др. при уплотнении грунтов контактные давления не должны превосходить их предел прочности, так как в противном случае грунт будет выжиматься из-под вальцов катков. В результате верхняя часть уплотняемого грунта окажется разрыхленной [6,95,128,132].

Во избежание снижения эффекта уплотнения контактные давления не должны быть и слишком низкими. Лучший эффект получается в тех случаях, когда контактные давления под гладкими вальцами катков будут по возможности близкими к пределу прочности грунта, т.е. составят (0,9-1)апр, где апр -предел прочности. Напряжения на пятне контакта должны быть больше предела текучести грунта, но не должны превышать его предел прочности. Контактные давления влияют на уплотняемую массу грунта в активной зоне, поэтому определение этой массы позволит более точно подбирать контактные давления вибрационных катков. Необходимая величина внешней силы и число ее приложений могут быть до некоторой степени компенсированы увеличением времени воздействия (по Н.Я. Хархуте). Каждому значению контактного давления соответствует своя предельная деформация, выше которого она развиваться практически не будет, даже при очень большой продолжительности воздействия. Поэтому каждой плотности соответствует опреде-

ленное минимальное значение контактного давления (по В.Б. Пермякову), равное пределу текучести грунта, ниже которого эта плотность достигнута быть не может. Опытным путем, применительно к разным значениям плотностей, установлены следующие минимальные значения контактных давлений (таблица 1.1) [6,95,128,132,147]. Эти значения также лежат в пределах зоны активного действия вибрации.

Таблица 1.1

Минимальные значения контактных давлений

Требуемая плотность грунта в долях от р^х, кг/м 0,90 0,95 0,98 1

Минимальное давление в долях от апр, МПа 0,2-0,3 0,3-0,4 0,6-0,7 0,8-0,9

При уплотнении грунтов вибрационными катками существенное влияние имеют амплитудные значения контактного давления, которые могут быть определены как

о = к„р (1.8)

где Р - амплитудные значения вынуждающей силы, Н; Q - часть веса катка, приходящаяся на валец, Н; Кпр - коэффициент превышения; S - площадь пятна контакта вальца с грунтом, м2 [92,95,128,132]. Линейное давление может быть найдено по зависимости

Я ^^ (1.9)

где В - ширина вальца, м [92,132]. Ют

Рисунок 1.6 - Зависимость коэффициента превышения Кпр от отношения P/Q (по Хархуте Н.Я.)

На рисунке 1.7 представлены зависимости предела прочности различных грунтов от его коэффициента уплотнения при динамическом нагружении [70,80,81,121,125,132].

л о ______

1 ™..„ 8 7763 I W=16%

1,6 1,4 те 1,2

I 1

£ 0,8 с

Ь 0,6 0,4 0,2 0

0,85 0,87 0,89 0,91 0,93 0,95

Ку

0,97

0,99

Рисунок 1.7 - Зависимости предела прочности грунта от его коэффициента уплотнения

(граничные условия 0,85<Ку<1)

В процессе уплотнения контактные давления должны повышаться постепенно. Давления первых проходов необходимо выбирать по пределу прочности, соответствующему начальному состоянию грунта.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Бурый Григорий Геннадьевич, 2016 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Азюков, Н. А. Обоснование параметров виброплиты с гидрообъёмным вибровозбудителем для уплотнения асфальтобетонной смеси: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.04/ Азюков Николай Алексеевич. - Омск: СибАДИ, 1986. -177с.

2. Ананьев, В. П. Инженерная геология: учебник для вузов / В. П. Ананьев,

A. Д. Потапов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2002. - 511 с.

3. Ананьев, В. П. Инженерная геология: учебник для студентов вузов /

B. П. Ананьев, А. Д. Потапов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2000. - 511 с.

4. Бабков, В. Ф. Основы грунтоведения и механики грунтов: учебное пособие / В. Ф. Бабков, В. М. Безрук. - 2-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 1986. - 240 с.

5. Баловнев, В. И. Вопросы подобия и физического моделирования зем-леройно-транспортных машин / В.И. Баловнев. - М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1968. - 89 с.

6. Баловнев, В. И. Дорожно-строительные машины и комплексы/ В. И. Баловнев, А. Б. Ермилов, А. Н. Новиков. - М.: Машиностроение, 1988. - 382 с.

7. Баловнев, В. И. Дорожно-строительные машины и комплексы: учебник для вузов / В.И. Баловнев, А.Б. Ермилов, А.Н. Новиков. - М.: Машиностроение, 1988. - 384 с.

8. Баловнев, В. И. Дорожно-строительные машины и комплексы: учебник для вузов / В. И. Баловнев, Г. В. Кустарев, Е. С. Локшин. - 2-е изд., доп. и перераб. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2001. - 526 с.

9. Баловнев, В. И. Дорожно-строительные машины с рабочими органами интенсифицирующего действия/ В.И. Баловнев. - М.: Машиностроение, 1981. - 224 с.

10. Баловнев, В. И. Методы физического моделирования рабочих процессов дорожно-строительных машин/ В.И. Баловнев. - М.: Машиностроение, 1974. - 232 с.

11. Баловнев, В. И. Моделирование процессов взаимодействия со средой рабочих органов дорожно-строительных машин/ В.И. Баловнев. - 2-е изд., пере-раб. - М.: Машиностроение, 1994. - 432 с.

12. Баловнев, В. И. Моделирование процессов взаимодействия со средой рабочих органов дорожно-строительных машин / В.И. Баловнев. - М.: Высшая школа, 1981. - 335 с.

13. Баловнев, В.И. Использование ЭВМ при исследовании эффективности дорожных машин методами математического моделирования: учебное пособие / В. И. Баловнев, Ю. В. Завадский, Г. В. Кустарев. - М.: МАДИ, 1987. - 104 с.

14. Барац, Н. И. Механика грунтов: учебное пособие / Н.И. Барац. - Омск: СибАДИ, 2008. - 104с.

15. Баркан, Д. Д. Устройство оснований сооружений с применением вибрирования/ Д. Д. Баркан. - М.: Издательство министерства строительства предприятий машиностроения, 1949. - 121 с.

16. Батраков, О. Т. Вязкие свойства грунтовых оснований дорожных одежд автомобильных дорог/ О. Т. Батраков // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. - 1964. - №4. - С. 74-78.

17. Батраков, О. Т. Сопротивление грунтов при уплотнении/О. Т. Батраков // Материалы совещания по закреплению и уплотнению грунтов. - Киев: Издательство академии строительства и архитектуры, 1962. - С. 12-15.

18. Белоусов, Л. И. Динамические параметры колебательной системы катков на пневматических шинах/ Л. И. Белоусов, М. И. Капустин, Н. Я. Хархута// Труды Союздорнии. - М.: Союздорнии, 1975.- Вып. 44. - С. 71-75.

19. Бируля, А. К. Устойчивость грунта земляного полотна в степных районах/ А. К. Бируля, В. И. Бируля, И. А. Носиц. - М.: Дориздат, 1951. - 176 с.

20. Бируля, А. К. Эксплуатация автомобильных дорог/А. К. Бируля. - М.: НТИ Автотрансп. лит, 1956. - 340 с.

21. Бугров, А. К. Исследование грунтов в условиях трехосного сжатия: монография / А. К. Бугров, Р. М. Нарбут, В. П. Сипидин. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Стройиздат, 1987. - 185 с.

22. Бурый, Г. Г. Анализ уплотнения грунтов перспективными вибрационными катками/ С.В. Савельев, Г.Г. Бурый // Строительные и дорожные машины. -2013. - №1. - С. 8 - 10.

23. Бурый, Г. Г. Вибрационные машины и их воздействие на грунт/ Г. Г. Бурый // Материалы II Межвузовской научной конференции студентов и аспирантов. -Омск: ОмГТУ, 2012. - С. 104-106.

24. Бурый, Г. Г. Виды влажности грунтов/ Г.Г. Бурый // Материалы Международной 66-й научно-технической конференции ФГБОУ ВПО «СибАДИ». -Омск: СибАДИ, 2012. - Кн. 1. - С. 431-434.

25. Бурый, Г. Г. Исследования процесса вибрационного деформирования грунта/ С.В. Савельев, Г.Г. Бурый// Вестник Государственного Иркутского технического университета. - 2013. - № 2 (73). - С. 66-69.

26. Бурый, Г. Г. Контроль качества уплотнения грунтов и инновационное устройство для его осуществления/ С.В. Савельев, Г.Г. Бурый// Материалы VII Всероссийской научно-практической конференции ФГБОУ ВПО «СибАДИ» (с международным участием). - Омск: СибАДИ, 2012. - С. 199-203.

27. Бурый, Г. Г. Математическое описание колебательной системы «вибрационный рабочий орган - грунт» /Г. И. Шабанова, С.В. Савельев, Г.Г. Бурый// Вестник СибАДИ. - 2013. - №3 (31). - С. 102-107.

28. Бурый, Г. Г. Методика обоснования режимных параметров вибрационных катков с учетом массы уплотняемого грунта в зоне активного действия вибрации // Материалы Международной научно-практической конференции «Современные научные исследования: актуальные проблемы и тенденции». -Омск: ОФ ФГБОУ ВО НГАВТ, 2014. - С. 47-55.

29. Бурый, Г. Г. Методика обоснования режимов работы дорожных катков с учетом массы уплотняемого грунта в зоне активного действия вибрации/ С.В. Савельев, Г.Г. Бурый // Строительные и дорожные машины. - 2015. - №3. -С. 48 - 51.

30. Бурый, Г. Г. Теория и выбор средств уплотнения грунта/ Г.Г. Бурый // Материалы Международной 66-й научно-технической конференции ФГБОУ ВПО «СибАДИ». - Омск: СибАДИ, 2012. - Кн. 1. - С. 429-431.

31. Бурый, Г. Г. Уплотняющая способность вибрационных катков и инновационные решение для ее улучшения/ Г.Г. Бурый// Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной Дню российской науки (с международным участием). - Омск: СибАДИ, 2012. - С. 29-33.

32. Бурый, Г. Г. Уточнение существующих рекомендаций по оценке уплотняющей способности вибрационных катков/ Г.Г. Бурый / Материалы III Межвузовской научной конференции студентов и аспирантов. - Омск: Ом-ГТУ, 2013. - С. 156-159.

33. Бурый, Г. Г. Экспериментальные исследования «активной области» деформируемой среды при вибрационном уплотнении /С.В. Савельев, Г.Г. Бурый// Вестник СибАДИ. - 2012. - №5 (27). - С. 88-95.

34. Вавилов, А. В. Дорожно-строительные машины: учебник для вузов / А. В. Вавилов, И. И. Леонович, А. Н. Максименко. - Минск: Технопринт, 2000. - 515 с.

35. Варганов, С. А. Машины для уплотнения грунтов и дорожно-строительных материалов/ С. А. Варганов, Г. С. Андреев. - М.: Машиностроение, 1981. - 240с.

36. Вибрации в технике: справочник: в 6т. Т.1. Колебания линейных систем/ И. И. Артоболевский и др.; под ред. В. В. Болотина. - М.: Машиностроение, 1978. - 352 с.

37. Вибрации в технике: справочник: в 6т. Т.3. Колебания машин, конструкций и их элементов/ Э. Л. Айрапетов, И. А. Биргер, В. Л. Вейц; под ред. Ф. Н. Диментберга, К. С. Колесникова. - М.: Машиностроение, 1980.- 544 с.

38. Вибрации в технике: справочник: в 6т. Т.4. Вибрационные процессы и машины / Г. Г. Азбель, И. И. Блехман, И. И. Быховский и др.; под общ. ред. Э. Э. Лавендела. - М.: Машиностроение, 1981. - 509 с.

39. Веригин, Ю.А. Строительные машины: учебное пособие/ Ю.А. Веригин. -Барнаул: АлтГТУ, 2000. - 137с.

40. Вялов, С.С. Реологические основы механики грунтов: учебное пособие / С. С. Вялов. - М.: Высшая школа, 1978. - 447 с.

41. Гавловская, В. Ф. Математическое моделирование в инженерных задачах: учебное пособие / В. Ф. Гавловская, А. М Завьялов, Р. Г. Флаум. - Омск: СибАДИ, 1995. - 130 с.

42. Гольдштейн, М. Н. Механические свойства грунтов/ М. Н. Гольдштейн. - 2-е изд, перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1971. - 369 с.

43. ГОСТ 21994-82. Катки дорожные. Термины и определения. - М.: Издательство стандартов, 1983. - 6 с.

44. ГОСТ 22733-2002. Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности. - М.: Издательство стандартов, 2002. - 22 с.

45. ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. - М.: Издательство стандартов, 1985. - 19 с.

46. Далматов, Б. И. Механика грунтов, основания и фундаменты (включая специальный курс инженерной геологии)/ Б. И. Далматов. - 2-е изд. перераб. и доп. -Л.: Стройиздат, 1988. - 415 с.

47. Двайт, Г. Б. Таблицы интегралов и другие математические формулы/ Г. Б. Двайт; пер. с англ. - 2-е изд., испр. - М.: Наука, гос. физ-мат., 1966. — 288 с.

48. Демидович, Г.П. Основы вычислительной математики / Г.П. Демидович, И.А. Марон. - М.: Наука, 1966. - 664 с.

49. Динамика оснований и фундаментов: (труды второй конференции) // Свойства грунтов при вибрациях: сборник статей. - М.: Стройиздат, 1969. - 141 с.

50. Добров, Э. М. Глинистые грунты повышенной влажности в дорожном строительстве: производственно-практическое издание / Э. М. Добров, Ю. М. Львович, Э. К. Кузахметова; ред. Н. И. Майборода. - М.: Транспорт, 1992. - 240 с.

51. Добров, Э. М. Инженерная геология: учебное пособие / Э. М. Добров. - М.: Академия, 2008. - 224 с.

52. Дорожные машины: учебник для вузов: в 2 ч. Ч.2. Машины для устройства дорожных покрытий/ К. А. Артемьев, Т. В. Алексеева, В. Г. Белокрылов. -М.: Машиностроение, 1982. - 397с.

53. Доценко, А. И. Земляные работы в стесненных условиях транспортного строительства: монография/ А. И. Доценко. - М.: Транспорт, 1987. - 80 с.

54. Доценко, А. И. Машины для земляных работ: учебник для вузов/ А.И. Доценко, Г.Н. Карасев, Г.В. Кустарев, К.К. Шестопалов. - М.: Издательский Дом «БАСТЕТ», 2012. - 688 с.

55. Доценко, А. И. О результатах исследования силового взаимодействия вибротрамбующей машины и уплотняемого грунта / А.И. Доценко// Труды МАДИ. - М.: МАДИ, 1976. - Вып. 114. - С. 93-97.

56. Доценко, А.И. Исследование динамики процесса уплотнения грунтов виброударным рабочим органом с кривошипно-шатунным возбудителем колебаний: автореф. дис.... канд. техн. наук: 05.05.04 / Доценко Анатолий Иванович. - М: МАДИ, 1974. - 23 с.

57. Доценко, А.И. Исследование эффективности взаимодействия виброт-рамбующей машины с грунтовым основанием в процессе уплотнения/ А.И. Доценко// Труды МАДИ. - М.: МАДИ, 1974. - Вып. 75. - С. 144-149.

58. Доценко, А.И. Строительные машины и основы автоматизации: учебник для строит. вузов/ А. И. Доценко. - М.: Высшая школа, 1995. - 400 с.

59. Доценко, А.И. Строительные машины: учебное пособие/ А. И. Доценко. -М.: Стройиздат, 2003. - 416с.

60. Дулъянинов, А. В. О колеблющейся массе вибрационных машин/ А. В. Дульянинов, М. И. Капустин// Повышение использования машин в строительстве. - Л.: ЛИСИ, 1983. - С. 10 - 14.

61. Жиркович, С. В. Уплотняющие машины в строительстве и производстве строительных изделий. Теория и расчёты основных параметров: в 3т. Т. 3. / С. В. Жиркович, Н. И. Наумец. - Куйбышев, 1962. - 444 с.

62. Заленский, В. С. Машины для строительства асфальтобетонных дорожных покрытий: учебник для ПТУ / В. С. Заленский, О. Ю. Коротин, А. Н. Новиков. - М.: Высшая школа, 1971. - 328 с.

63. Зарецкий, Ю. К. Вязкопластичность грунтов и расчеты сооружений: научное издание / Ю. К. Зарецкий. - М.: Стройиздат, 1988. - 352 с.

64. Захаренко, А. В. Обоснование амплитуды колебаний вибраторов и рабочих скоростей дорожных катков/ А. В. Захаренко, С. В. Савельев// Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы повышения надёжности и долговечности автомобильных дорог и искусственных сооружений на них». - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2003. - С. 165-168.

65. Захаренко, А. В. Определение требуемого числа проходов дорожного катка /А. В. Захаренко, В. Б. Пермяков, И. В. Карпухин// Известия вузов. Строительство. - 2004. - №5. - С. 90-93.

66. Захаренко, А.В. Теоретические и экспериментальные исследования процессов уплотнения катками грунтов и асфальтобетонных смесей: дис. . докт. техн. наук: 05.05.04 / Захаренко Анатолий Владимирович. - Омск, 2005. - 320 с.

67. Зубанов, М.П. Вибрационные машины для уплотнения бетонных смесей и грунта / М. П. Зубанов. - М.: Машиностроение, 1964. - 195 с.

68. Игнатьев, А. А. Определение рациональных параметров вибрационных катков для уплотнения грунта: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.04 / Игнатьев Алексей Александрович. - Ярославль, 2013. - 182с.

69. Казарновский, В. Д. Основы инженерной геологии, дорожного грунтоведения и механики грунтов: учебное пособие / В. Д. Казарновский. - М.: Интрасдорнаука, 2007. - 284 с.

70. Калужский, Я. А. Уплотнение земляного полотна и дорожных одежд: учебное пособие / Я. А. Калужский, О. Т. Батраков. - М.: Транспорт, 1970. - 160 с.

71. Косте, Ж. Механика грунтов / пер. с франц. / Ж. Косте, Г. Санглера. - М.: Стройиздат, 1981. - 455с.

72. Костелъов, М. П. Возможность и эффективность уплотнения виброкатками грунтов различного типа и состояния/ М. П. Костельов// Каталог-справочник «Дорожная техника и технологии». - 2004. - С. 72-82.

73. Костелъов, М. П. Опять о качестве и эффективности уплотнения различных грунтов современными виброкатками/ М. П. Костельов// Каталог-справочник «Дорожная техника и технологии». - 2008. - С. 40 - 47.

74. Кузнецов, П. С. Разработка конструктивной схемы и обоснование параметров асимметричных планетарных вибровозбудителей для дорожных катков: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.04 / Кузнецов Павел Сергеевич. - Омск, 2008. - 195 с.

75. Кустарев, Г.В. Анализ факторов, влияющих на качество процесса уплотнения / Г.В. Кустарев, С.А. Павлов, П.Е. Жарцов// Механизация строительства.

- 2013. - №4. - С. 6-10.

76. Лашко, А. Г. Обоснование рациональных параметров вибрационного катка с пневмошинным рабочим органом для уплотнения грунтов: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.04 / Лашко Алексей Геннадьевич. - Омск, 2012. - 179 с.

77. Ломтадзе, В.Д. Инженерная геология. Инженерная петрология./ В. Д. Ломтадзе.- 2-е изд. испр. - Л.: Недра, 1984. - 511 с.

78. Марышев, Б.С. Грунтовые катки / Б.С. Марышев, Ю.М. Львович // Строительная техника и технологии. - 2004. - № 2. - С. 82-84.

79. Маслов, А.Г. Вибрационные машины и процессы в дорожном строительстве/ А.Г. Маслов, В.М. Пономарь. - Киев: Будивельник, 1985. - 128 с.

80. Маслов, Н. Н. Основы инженерной геологии и механики грунтов: учебник для вузов/ Н. Н. Маслов. - М.: Высшая Школа, 1982. - 511 с.

81. Маслов, Н. Н. Основы механики грунтов и инженерной геологии/ Н.Н. Маслов.

- 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1968. - 629 с.

82. Налимов, В. В. Логические основания планирования эксперимента/ В. В. Налимов, Т. И. Голикова. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1980. - 152 с.

83. Налимов, В. В. Теория эксперимента/ В. В. Налимов. - М.: Наука, 1971. - 260 с.

84. Овчинников, П.Ф. Виброреология / П.Ф. Овчинников. - Киев: Наукова

думка, 1983. - 272 с.

85. Патент 2301861 Российская Федерация, МПК Е01С19/28. Способ уплотнения грунтов и материалов катками (варианты) и устройство для его осуществления (варианты) / Тарасов В.Н.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)" (ВД); № 2005133559/03; заявл. 31.10.2005; опубл. 27.06.2007, Бюл. № 18. - 9 с.

86. Патент 2318948 Российская Федерация, МПК Е01С19/28. Способ виброударного уплотнения грунтов и материалов катками и устройство для его осуществления/ Тарасов В.Н.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)" (ВД); № 2006105285/03; заявл. 20.02.2006; опубл. 10.03.2008, Бюл. № 7. - 8 с.

87. Патент 2405881 Российская Федерация, МПК Е01С19/28. Способ динамического уплотнения грунтов и материалов катками (варианты) и устройство для его осуществления/ Тарасов В.Н.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)" (ВД); № 2009109538/03; заявл. 16.03.2009; опубл. 10.12.2010, Бюл. № 34. - 7 с.

88. Патент 2500855 Российская Федерация, МПК Е01С23/07. Устройство непрерывного контроля качества уплотнения грунта / Михеев В. В., Савельев С.В., Бурый Г.Г.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)" (ВД); №2012121230/03; заявл. 23.05.2012; опубл. 10.12.2013, Бюл. № 34. - 2 с.

89. Пермяков, В. Б. Комплексная механизация строительства: учебник для вузов/ В.Б. Пермяков. - М.: Высшая школа, 2005. - 383 с.

90. Пермяков, В. Б. Обоснование выбора параметров вибрационных катков/ В. Б. Пермяков, А. В. Захаренко, С. В. Савельев// Известия вузов. Строительство. - 2003. - №2. - С. 100-103.

91. Пермяков, В. Б. Совершенствование теории, методов расчёта и конструкций машин для уплотнения асфальтобетонных смесей: дис. ... д-ра. техн. наук: 05.05.04/ Пермяков Владислав Борисович. - Омск, 1990. - 412 с.

92. Пермяков, В. Б. Технологические машины и комплексы в дорожном строительстве (производственная и техническая эксплуатация): учебное пособие/ В.Б. Пермяков, В.И. Иванов, С.В. Мельник; под общ. ред. В.Б. Пермякова. -Омск: Изд-во СибАДИ, 2007. - 440 с.

93. Пешковский, Л. М. Инженерная геология: учебное пособие / Л. М. Пешковский, Т. М. Перескокова. - М.: Высшая школа, 1971. - 368 с.

94. Пешковский, Л. М. Инженерная геология: учебное пособие / Л. М. Пешковский, Т. М. Перескокова. - 2-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 1982. - 344 с.

95. Пиковский, Я. М. Дорожные машины и оборудование. Машины и заводы для постройки дорожных покрытий: учебник для вузов / Я. М. Пиковский; под. ред. Я. М. Пиковского. - М.: Машгиз, 1960. - 604 с.

96. Пикулин, В. П. Практический курс по уравнениям математической физики/ В.П. Пикулин, С.И. Похожаев. - 2-е изд. стереотип. - М.: МЦНМО, 2004. - 208 с.

97. Пискунов, Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления: в 2 т./ Н. С. Пискунов. - М.: Наука, 1972. - 2т.

98. Попов, Ю. Г. Методика определения рациональных параметров и режимов работы вибрационных катков: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.05.04/ Попов Юрий Германович. - Ярославль: ЯГТУ, 2012. - 22 с.

99. Рабочие процессы и динамика машин для разработки, уплотнения и вибрационного формирования изделий: сб. статей. - Ярославль, 1986. - 105с.

100. Реброва, И.А. Планирование эксперимента: учеб. пособие/ И.А. Реброва. -Омск: СибАДИ, 2010. - 105с.

101. Савельев, С. В. Обоснование режимных параметров вибрационного гидрошинного катка для уплотнения грунтов: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.04 / Савельев Сергей Валерьевич. - Омск, 2004. - 173 с.

102. Савельев, С.В. Развитие теории и совершенствование конструкций вибрационных катков с пневмошинными рабочими органами: дис. ... д-ра. техн. наук: 05.05.04 / Савельев Сергей Валерьевич. - Омск, 2014. - 326 с.

103. Савинов, О.А. Современные конструкции фундаментов под машины и их расчет / О.А. Савинов. - Л.: Стройиздат. Ленингр. отд-ние, 1979. - 200 с.

104. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Обоснование режимных параметров вибрационных катков с учетом массы уплотняемого грунта в зоне активного действия вибрации//Савельев С. В., Бурый Г. Г. Организация-разработчик: Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ). Дата регистрации: 12.11.2014.

105. Свидетельство о государственной регистрации электронного ресурса № 20339. Алгоритм расчета режимных параметров вибрационных катков с учетом массы уплотняемого грунта в зоне активного действия вибрации/Савельев С. В., Бурый Г. Г. Организация-разработчик: Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ). Дата регистрации: 21.08.2014.

106. Севров, К. П. Дорожно-строительные машины: учеб. пособие / К.П. Севров, Д.А. Лозовой, В.А. Кабалкин. - М.: Машиностроение, 1965. - 384 с.

107. Серебренников, В.С. Обоснование режимных параметров вибрационных катков для уплотнения асфальтобетонных смесей: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.04/ Серебренников Виктор Сергеевич. - Омск, 2008. - 170 с.

108. Смирнов, А.В. Механика дорожных конструкций: учеб. пособие / А.В. Смирнов, А.С. Александров. - Омск: СибАДИ, 2009. - 212с.

109. Смоленцева, В.А. Исследование влияния основных параметров рабочих органов катков (пневматических шин) на эффективность процесса уплотнения дорожно-строительных материалов: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.23.08 / Смоленцева Валентина Андреевна. - М.: 1974. - 27 с.

110. Соболевский, Ю. А. Механика грунтов: учебник / Ю. А. Соболевский. -Минск: Вышэйшая школа, 1986. - 176 с.

111. Сорокин, В. Н. Разработка режимных параметров виброплиты при устройстве грунтовых оснований для вибрационных сейсмических источни -ков: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.04 / Сорокин Владимир Николаевич. -Омск: СибАДИ, 1993. - 198 с.

112. Степанов, А. Г. Динамика машин/ А.Г. Степанов. - Екатеринбург: УрО РАН, 1999. - 302 с.

113. Тарасов, В.Н. Основные параметры и закономерности технологического процесса прессования керамических изделий из порошковой массы / В.Н. Тарасов, И.Ф. Шлегель // Строительные и дорожные машины. - 2004, - № 9. - С.18-21.

114. Тарасов, В.Н. Расчет параметров трамбующих рабочих органов / В.Н. Тарасов, Н.С. Галдин // Строительные и дорожные машины. - 2003, - № 3. - С. 34-36.

115. Тарасов, В.Н. Теоретические аспекты полусухого прессования / В.Н. Тарасов, И.Ф. Шлегель // Строительные материалы. - 2005, - № 10. - С.28-29.

116. Тарасов, В.Н. Теория силового расчета процесса прессования керамических изделий из порошковой массы / В.Н. Тарасов, И.Ф. Шлегель // Строительные и дорожные машины. - 2005, - № 9. - С. 19-22.

117. Тарасов, В.Н. Теория удара в строительстве и машиностроении: монография / В.Н. Тарасов, И.В. Бояркина, М.В. Коваленко, С.М. Кузнецов, И.Ф. Шлегель. - М.: Изд-во АСВ, 2006. - 336 с.

118. Телегин, М. Я. Методы уплотнения дорожных насыпей/ М. Я. Телегин. -М.: Дориздат, 1952. - 100с.

119. Тер-Мартиросян, З. Г. Реологические параметры грунтов и расчеты оснований сооружений / З. Г. Тер-Мартиросян. - М.: Стройиздат, 1990. - 200 с.

120. Тимошенко, С. П. Колебания в инженерном деле/ пер. с англ. /С. П. Тимошенко, Д. Х. Янг, У. Уивер; под ред. Э. И. Григолюка. - М.: Машиностроение, 1985. - 472 с.

121. Трофимов, В.Т. Грунтоведение/ В.Т. Трофимов и др.; ред. В.Т. Трофимов. -6-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МГУ, 2005. - 1024 с.

122. Тюремнов, И. С. Анализ рекомендаций по назначению режимов работы вибрационных катков при уплотнении грунтов /И.С. Тюремнов, А.А. Игнатьев, Ю.Г. Попов // Строительные и дорожные машины. - 2011. - № 12. - С. 31-35.

123. Тюремнов, И. С. Нужен единый подход в совершенствовании критериев уплотнения дорожно-строительных материалов / И.С. Тюремнов, А.А. Игнатьев // Автомобильные дороги. - 2010. - № 5(942). - С. 67-69.

124. Тюремнов, И. С. Об оценке уплотняющей способности вибрационных катков/ И. С. Тюремнов, А. А. Игнатьев, Ю. Г. Попов// Строительные и дорожные машины. - 2011. - №11. - С. 51-55.

125. Уплотнение грунтов обратных засыпок в стесненных условиях строительства/ Госстрой СССР. Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт организации, механизации и технической помощи строительству. - М.: Стройиздат, 1981. - 220 с.

126. Уплотнение земляного полотна и конструктивных слоев дорожных одежд: сб. трудов. - М.: СоюзДорНИИ, 1980. - 168 с.

127. Филиппов, Б. И. Динамические характеристики грунтового основания при соударении с жёстким штампом/ Б. И. Филиппов// Автомобильные дороги. -1966. - №5. - С.27-28.

128. Форсблад, Л. Вибрационное уплотнение грунтов и оснований/ пер. с англ. / Л. Форсблад. - М.: Транспорт, 1987. -188с.

129. Хархута, Н. Я. Дорожные машины. Теория конструкции и расчет/ Н.Я. Хархута, М.И. Капустин, В.П. Семенов, И.М. Эвентов. - Л.: Машиностроение, 1976. - 471с.

130. Хархута, Н. Я. Дорожные машины. Теория, конструкции и расчет: учеб. для вузов / Н. Я. Хархута. - Л.: Машиностроение, 1968. - 415 с.

131. Хархута, Н. Я. Машины для уплотнения грунтов/ Н. Я. Хархута. - Л.: Машиностроение, 1973. -176 с.

132. Хархута, Н. Я. Прочность, устойчивость и уплотнение грунтов земляного полотна автомобильных дорог/ Н. Я. Хархута, Ю.М. Васильев. - М.: Транспорт, 1975. - 288с.

133. Хархута, Н. Я. Реологические свойства грунтов / Н. Я. Хархута, В. М. Иевлев. - М.: Автотрансиздат, 1961. - 64 с.

134. Хархута, Н. Я. Устойчивость к уплотнению грунтов дорожных насыпей/ Н. Я. Хархута, Ю. М. Васильев. - М.: Автотрансиздат, 1964. - 216 с.

135. Цытович, Н. А. Механика грунтов: учеб. для вузов / Н. А. Цытович. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1983. - 288 с.

136. Цытович, Н. А. Механика грунтов: учеб. для вузов / Н. А. Цытович. - 3-е изд., доп. - М.: Высшая школа, 1979. - 272 с.

137. Чаповский, Е. Г. Инженерная геология. Основы инженерно-геологического изучения горных пород: учеб. пособие / Е. Г. Чаповский. -М.: Высшая школа, 1975. - 296 с.

138. Черный, Г. И. Изменения физико-механических свойств грунтов при динамических нагрузках: монография / Г. И. Черный. - Киев: Наукова думка, 1979. - 130 с.

139. Шапошников, А. В. Обоснование параметров и режимов работы катков при уплотнении тонких асфальтобетонных слоев: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.04 / Шапошников Артем Владимирович. - Омск, 2005. - 208 с.

140. Шардин, М. В. Обоснование рациональных параметров навесного виброактивного оборудования для изготовления прикромочных водоотводных лотков из асфальтобетонной смеси: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.04/ Шардин Михаил Витальевич. - Омск, 2012. - 192с.

141. Шаров, Н. М. Эксплуатационные свойства машинно-тракторных агрегатов/ Н. М. Шаров. - М.: Колос, 1981. - 65 с.

142. Шенк, Х. Теория инженерного эксперимента/ Х. Шенк. - М.: Мир, 1972. - 381 с.

143. Шлегелъ, И.Ф. Обоснование параметров математической модели силового расчета процесса прессования керамических изделий из глиняной порошко-

вой массы / И.Ф. Шлегель// Строительные и дорожные машины. - 2005, - № 3. -С. 18-20.

144. Шлегель, И.Ф. Проблемы полусухого прессования кирпича / И.Ф. Шлегель // Строительные материалы. - 2005, - № 2. - С. 25-27.

145. Щербаков, В. С. Научные основы повышения точности работ, выполняемых землеройно-транспортными машинами: дис. ... д-ра техн. наук: 05.05.04/ Щербаков Виталий Сергеевич. - Омск: СибАДИ, 2000. - 416с.

146. Яблонский, А. А. Курс теории колебаний: учеб. пособие для втузов/ А. А. Яблонский, С. С. Норейко. - М.: Высшая школа, 1975.- 248 с.

147.Anderegg, R. (2004). Intelligent Compaction with Vibratory Rollers / R. Anderegg, К. Kaufmann // Transportation Research, Record No. 1868. - Washington, D. C. - Р. 124-134.

148. Beards, C. F. Structural vibration: analysis and damping / C. F. Beards // First published in Great Britain by Arnold, a member of the Hodder Headline Group. -London, 1996. - 287 p.

149. Dumn, D. J. Solid mechanics. Dynamics. Tutorial - Damped vibrations / Handbook, 2007. - 13 p.

150.Farrar, Jeffrey A. Compaction control coarse grained aggregates / Earth Sciences and Research Laboratory, Bureau of Reclamation. - Denver, Colorado, USA, 2000. - P. 16.

151. Field evaluation of compaction monitoring technology: phase I / Final report // Center for Transportation Research and Education for Iowa State University, 2004.- 203 p.

152. Jonsson, A. Modelling, simulation and experimental investigation of a rammer compactor machine/ Anders Jonsson // Department of Mechanical Engineering Blekinge Institute of Technology, Sweden, 2001. - 24 p.

153. Novak, M., Berendugo, Y.O. The effect of embedment on footing vibration/First Canadian Conf. on Earthquake Engineering. 1971.

154. Novak, M., Berendugo, Y.O. Vertical vibration of embedded footings// Journal of Soil Mechanics and Foundations. ASCE. 1972. V.98. № SM12. P. 1291-1310.

155. Novak, M., Han, Y.C. Impedances of soil layer with boundary zone // Journal of Geotechnical Engineering. 1990. V.l 16. №6. P. 1008-1014.

156. Novak, M., Kim, T.C. Resonant column technique for dynamic testing of cohesive soils // Canadian Geotechnical Journal. 1981. V.18. №3. P.448-455.

157. Novak, M., Mitwally, H. Random response of offshore towers with pile-soil-pile interaction // Journal of Offshore Mechanics & Arctic Engineering, Transact. ofE. 1990. V.l 12. P.35-41.

158. Novak, M., Mitwally, H. Trasmitting boundary for axisymmetrical dilation problems // Journal of Engineering and Mechanics Division. ASCE. 1988. V.114. №1. P.181-187.

159. Novak, M., Nogami, T., Aboul-Ella, F. Dynamic soil reactions for plane strain case // Journal of Engineering Mechanics Division. ASCE. 1978. V.104. №4. P.953-959.

160. Transportation research circular./ Factors affecting compaction of asphalt pavements. Number E-C105. - Washington, DC. September, 2006.

161. Verruijt, A. Solid dynamics / Arnold Verruijt // Delft University of Technology. - Netherlands, 2008. - 425.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Утверждаю Генеральный директор ^ОвО«Стройтехника»

Акт приемки методики к внедрению

ООО «Стройтехника» рассмотрело методику обоснования режимных параметров вибрационных катков, учитывающую массу уплотняемого грунта в зоне активного действия вибрации, разработанную в ФГБОУ ВПО «СибАДИ» C.B. Савельевым, Г.Г. Бурым. Проведенный анализ представленных результатов исследований позволил сделать следующий вывод: представленные режимные параметры отличаются от параметров рекомендуемых ранее на 10-20%, что позволяет повысить производительность вибрационных катков на 15-25%. Положения методики являются актуальными и должны быть учтены при эксплуатации вибрационных катков на строительстве объектов транспортной инфраструктуры.

Зам. Директора

по строительству

Мартене А.Г.

Главный инженер

Зайдель В.В.

Расчёт годового экономического эффекта от повышения производительности вибрационных катков

За критерий эффективности внедрения результатов исследований в данной работе принимается экономический эффект от повышения производительности вибрационных катков за счет проведенных исследований.

П.2.1 Определение годовой производительности катка Hamm 3518 с использованием базовых и новых рекомендаций режимных параметров вибрационных катков

Рассматривается вибрационный каток Hamm 3518 (рисунок П.2.1).

Рисунок П.2.1 - Вибрационный каток Hamm 3518

Базовые рекомендации по толщине уплотняемого слоя, количеству проходов и рабочей скорости для вибрационных катков принимаются из исследований, полученных путем анализа следующих работ: [68,124,128,129,130,131,132,133,134,150,151].

На основании проведенных исследований была установлена толщина уплотняемого слоя при уплотнении суглинка и супеси вибрационным катком Hamm 3518 для достижения требуемого коэффициента уплотнения (Ку=0,95).

В таблице П.2.1. для достижения требуемого коэффициента уплотнения приведены значения необходимого числа проходов, средней рабочей скорости при уплотнении супеси и суглинка оптимальной влажности, а также толщины отсыпаемого слоя на основании базовых рекомендаций и новых рекомендаций по проведенным исследованиям.

Таблица П.2.1.

Режимные параметры вибрационного катка Hamm 3518

Параметры Толщина отсыпаемого слоя, м Необходимое число проходов Средняя рабочая скорость катка, м/ч

Суглинок Супесь Суглинок Супесь Суглинок Супесь

Базовые рекомендации 0,4 0,6 8 8 1900 7500

Новые рекомендации 0,5 0,7 8 8 1900 7500

Эксплуатационная производительность дорожного катка определяется из выражения [39,52,76,92,101,141]

L уЧ-(В - Z )• h • кв

П - _уч_

1 экс - ^ , (П. 2.1)

уч

+1

v v У

n пр

где Ьуч - длина укатываемого участка (принимаем 200м), м; В - ширина укатываемой полосы (для катка Hamm 3518 В=2,2м), м; Z - величина перекрытия (^=0,2м), м; h -толщина отсыпаемого слоя, м; кв - коэффициент использования рабочего времени, (кв=0,85); v - средняя рабочая скорость катка, м/ч; t - время, затрачиваемое на разворот катка в конце участка (1=0,2ч), ч; ппр - необходимое число проходов для достижения нормативной плотности. С использованием базовых рекомендаций - для суглинка

П

б.суг. экс

200 -(2,2 - 0,2)- 0,4 • 0,85

/

200

л

+ 0,2 V1900 у

56,2м3/ч;

(П.2.2)

• 8

- для супеси

Пкт =200-(2'2 - °'2)-°Л'6 •0'85=113,6м 7ч.

экс ^ 200 Л '

\

+ 0,2 V7500 У

(П.2.3)

• 8

С использованием новых рекомендаций - для суглинка

П^г. = 200 -(2,2 - 0,5 •0,85 = 70,3м зА;

экс 200

Л

+ 0,2 V1900 )

(П.2.4)

• 8

- для супеси

п. 200-(2,2 - 0,2)-0,7 • 0,85

Пэксу =-ТТГ^- N-= 132,6м /ч•

200 7500

+ 0,2

(П.2.5)

Количество часов работы катка за год составляет

Тг = (Тс - Пвп )-Хсм - Ксм ,

(П.2.6)

где Тс - продолжительность строительного сезона для Омской области, Тс=184 дня; пвп - количество выходных и праздничных дней, пвп=55 дней; 1см - продолжительность смены, 1см=8,2 ч [39,52,76,92,101,141]. При пятидневной рабочей неделе получим

Тг =(184 - 55 - 6)-8,2-1,5 = 1513ч. Отсюда годовая эксплуатационная производительность составляет

Пэкс.г = ПэксТгкв , (П.2.7)

где кв - коэффициент использования катка по времени, кв=0,85. С использованием базовых рекомендаций - для суглинка

Пб^г = 56,2 -1513 - 0,85 = 72335,9м3/ год;

8

П^". -113,6 -1513 - 0,85 - 146127,4м3/ год .

С использованием новых рекомендаций

- для суглинка

Пнсг - 70,3 -1513 - 0,85 - 90419,9м3/ год;

- для супеси

П™уп. - 132,6 -1513 - 0,85 - 170482,0м3/ год.

Коэффициент взаимозаменяемости (технической эквивалентности) найдём из формулы:

- для суглинка:

* Пн суг. 90419 9 Q - Пк^ - 90419,9 -1,25;

ПбкТ 72335,9

- для супеси:

Q -

т-гн.суп.

П экс

б.суп.

П

170482 146127,4

-1,17

(П.2.8)

(П.2.9)

П.2.2 Расчёт удельных приведённых затрат

Удельные приведённые затраты определяем по зависимости

_Ц - Ктр

К

уд

П

экс.г

(П.2.10)

где Ктр - коэффициент, учитывающий затраты на транспортировку машины с завода, Ктр=1,05..1,07; Ц - цена катка, (для Hamm 3518 Ц=3400000руб) [39,52,76,92,101,141].

С использованием базовых рекомендаций

- для суглинка

К?г = 3400000 -1.07 - 50,3рубМ

уд 72335,9 '

. суп 3400000 • 1,07

Куя = -

уд 146127,4

= 24,9 руб./м3

С использованием новых исследований - для суглинка

кнхуг. _

Куд

3400000 • 1,07

- для супеси

Куд

90419,9

3400000 • 1,07

— _ 40,2 рубУм3

21,3 руб./м3

170482

Стоимость машино-смены для катка Hamm 3518

Цсм _ 15000 руб.

Стоимость единицы продукции

Це _ ^,

Пэ

где ПЭм - сменная производительность катка, м3/смена. С использованием базовых рекомендаций - для суглинка

ПД" _ 461,2 м3/ смена ;

Це

15000 461,2

32,5руб./м3;

- для супеси

J-J-Э.суп. _ ОТ 1 т, ,3

см. б _ 931,7м/ смена ; 15000

16,1руб./м3

931,7

С использованием новых рекомендаций - для суглинка

П^ _ 576,5м3/ смена

см.н 5

15000

Це

576,5

26,0руб./м3 ;

(П.2.11)

- для супеси

Пэмсунп- = 1087,0м3/ смена •

см. н 5 ?

15000 0 / 3

Це =-= 13,8руб./ м3.

е 1087,0 '

Удельные приведённые затраты для сопоставляемых машин

^д =Це +КэфКуд, (П.2.12)

где Кэф - нормативный коэффициент эффективности, Кэф=0,15. С использованием базовых рекомендаций

- для суглинка

гудсуг. - 32,5 + 0,15 - 50,3 - 40,1руб./м3

- для супеси

гбдсуп. -16,1 + 0,15 - 24,9 -19,8руб./м3.

С использованием новых рекомендаций

- для суглинка

Z^ - 26,0 + 0,15 - 40,2 - 32,1руб./м3;

- для супеси

Z^ -13,8 + 0,15 - 21,3 - 17,0руб./м3.

Экономический эффект определится

- для суглинка:

Эсуг - ^бд^. -Z^)--(40,1 -32,1)-90419,9-724557руб./год.(П.2.13)

- для супеси:

Эсуп -^дсуп. -Z^)-пнксг1 -(19,8-17,0)-170482,0-483038руб./год.(П.2.14)

Таким образом, годовой экономический эффект для вибрационного катка Hamm 3518 при уплотнении суглинка составил приблизительно 720 000 рублей, при уплотнении супеси - приблизительно 480000 рублей.

УТВЕРЖДАЮ

/^¿¿1/ д.э.н.. проф. В.Ю. Кирпичный

/

'ектор ФГБОУ ВПО «СибАДИ»

« 7 »

05

2012 г.

АКТ

Экспериментальных исследований зоны активного действия вибрации.

Объект исследований

Виброускорения в грунтовом слое.

Цель исследований

Определение распространения зоны активного действия вибрации от пятна контакта вальца вибрационного катка с грунтом.

Исследования были проведены на лабораторной базе ФГБОУ ВПО «СибАДИ» г. Омск. Для нахождения виброускорений была применена портативная многофункциональная система "ЭКОФИЗИКА" (изготовитель группа компаний «ОКТАВА-ЭлектронДизайн»). Рассматривалось виброуплотнение катком ДУ-107 суглинка, влажностью 15% и 16%, разной степени уплотнения. Измерения проводились при частоте колебаний вибровозбудителя ЗО-бОГц. Полученные данные позволили определить зону активного действия вибрации грунта при виброуплотнении.

Значения виброускорений в направлениях X, У, Ъ на частоте колебаний вибровозбудителя 30Гц. 45Гц. 60Гц представлены в таблицах П.3.1, П.3.2, П.3.3 соответственно. Углы распространения зоны активного действия вибрации от пятна

Условия проведения исследований

Результаты испытаний

контакта вальца вибрационного катка с грунтом составили: а ~ 4°, р ~ 13°.

ректор ФГ1ЮУШЮ«(ЧюЛД11>> рР-^ д. ).ц.. проф. В.К). Кдкжичпый

ми

»

Экспериментальных исследований зоны

ОГн >СК1 1К1. ||.М(||г*||||||1

Внброчскорсния в грмповом слое.

Цель исследований

Определение зоны активного действия вибрации грунта в вертикальной плоскости

Исследования были проведены на лабораторной базе ФГЬОУ ВПО «СибАДИ» |. Омск. Для нахождения виброускорений была применена портативная многофункциональная сиаема "'' ЖОФИЗИКА" (ми отвитедь группа компаний «ОКТАВА-ЭлектронДизайн»), Рассматривалось виброуплотнение катком ДУ-107 с.м.шнка. влажностью 15% и 16%. разной степени уплотнения. Измерения проводились при частоте колебаний вибровозб\ди к-ля 30-601 ц. Полученные данные позволили определить зон\ активного действия вибрации груша при виброуплотснии.

Значения виброускорений на глубине 0.3м. 0.45м. 0.6м на частоте колебаний вибровозбудителя 301ц. 451ц. 60Гц представлены в габлицах 11.3.4. 11.3.5. 11.3.6 соо1вете'1венпо.

> с'.к)1и|н проведении исследований

Рсплмагы испытании

Таблица 11.3.4

Значении внброускоренин на частоте колебаний виброво)будители ЗОГн

Суминок. влажносп. 15% ( ч динок. влажность 16%

> п. Ю1 пения I р\ и 1а

К, 0.85

К, о.1)

0.3м - 2.0 м/с' 0.45м - 0.8 м/с" 0.6м - 0.4 м/с"' 0.3м 1.2 м с2 0.45м 0.4 м с2 0.6м - 0.3 м/с'

0.3м 2,3 м/с 0.45м - 0.9 м/с2 0.6м 0,5 м с"' 0.3 м - 1.5 м/с2 0.45м - 0.6 м 0.6м 0.4 м/с2

К, 0.45

0.3м - 0.5 м с" 0.45м - 0.2 м/с2 0.6м - 0.1 \1 с"'

0.3м - 0.7 м/с2 0.45м - 0.3 м/с2 0.6м - 0.2 м/с"'

Таблица П.3.5

Значении виброускорений на часнне колебаний внброкозбу.шгеля 451 ц

Коэффициент уплотнения грунта Суглинок, влажность 15 % Суглинок, влажность 16 %

К, 0.85 0.3м - 4.1 м с: 0.45м - 1.3 м с 0.6м 0.8 м с2 0.3м - 4.4 м/с2 0.45м - 1.7 м с2 0.6м - 1.0 м с2

К,-0.9 0.3м - 2,4 м/с"' 0.45м - 0.8 м/с2 0.6м - 0.5 м/с2 0.3 м - 2.8 м/с2 0.45м - 1.1 м/с2 0.6м - 0.7 м/с2

К\ 0.95 0.3м - 1.0 м/с2 0.45м - 0.4 м'с2 0.6м - 0.3 м с: 0.3 м - 1.3 м/с; 0.45м - 0.5 м с2 0.6м - 0.4 м с"'

Таблица Г1.3.6

Значения внброуекореннн на чаегоге колебаний вибровозбудителя 60Гц

Коэффициен 1 \плотнениягрунта Суглинок, влажност ь 15 % Суглинок, влажность 16 %

К, 0.85 0.3 м - 7.6 м/с2 0.45м - 2.8 м/с2 0.6м - 1.8 м/с2 0.3м - 8.4 м/с2 0.45м - 3.2 м/с" 0.6м 2.0 м с2

К, 0.9 0.3.м - 4.8 м/с 0.45м 1.8 м/с2 0.6м - 1.1 м/с2 0.3м - 5.3 м/с2 0.45м - 2.0 м/с2 0.6м-1.3 м/с2

0.3м -2.1 м/с2 0.3м - 2.4 м/с2

К, 0.95 0.45м - 0.9 м с 0.45м - 1.0 м с"

0.6м - 0.7 м/с 0.6м - 0.8 м с"

'Зав. каф. «1 НКИ». к.г.н.. проф. Зав. лабораторией «Грунтовый канал» каф. « к. 1 .и., доц.. каф. «ЭСМиК» аспирант, каф. «ЭСМиК»

А.И. Демиденко

» У 13.Л. Володарец

У/^ С.В. Савельев

Г.Г. Бурый

Ректор ФГБОУ ВПО «СибАДИ»

У, §

р...--' д.э.н.. проф. В.Ю. Кирничный « 29 » сентября 2014 г.

АКТ

Экспериментальных исследований зоны активного действия вибрации.