автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Методика определения параметров виброкатков для уплотнения откосов насыпей

СЛНКТ ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ-УНИВЕРСИТЕТ :

Ка правах рукописи БАРТУЛНС 3::язз Антанозгп

УДК 625.731,/73б.Ш4

МйТОДИгСА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВИБР0КАТК03 ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ откосов НАСНПЕЙ

Специальность 03,05.04 - доролшз и строительные мазины

7 /.7 /

/и /

Автореферат диссертации на соисканко ученой степсни кандидата, технических чвук

Санк? Петербург. 1952

Работа Езшх&па к.г ксфехрз "1Ъдь&^жэ-трсискзтяг1Ш0 и о?ео:;гсль-1Пхо уквшс" Саш:? Петербургского гесударстгеыного тс:иг.:ч?саого унт:-сессятсса г г.£|е,др* "Строитэяьше и дорешше кскагГ Бплькгсского тахыпчоского университета

Нгучк&й руконодитель - локтор тезпечоекпх каук, доиект

А.А.Еестопалов

. С^^пгааьии« оппонента - локтор технических каук, профессор

Л.В.Болоткый, каютдат технических каутс И.У.Альберт

Ездуцоэ предприятие - "Ленавтодор" - Государогсзкьоо

проектко-ремонтко строительное объедшекле езто^обзихы-п:;-: дорог

Задята состоится $!. 1992 года,- ь ... часов на засс-

яаая спсппалязровакного Соботс а 063.38.<0 при Санкт Иотс-рбургскс..; . государствен:-*):,: тсхкзтчссксп университете /195251, Санкт Петербург, Долктехшгтеская ул., 29,. 1 учебн:а: корпус, ауд. 41/

.С дхсссртага:о2 ¡,-.01:1:0 ознг:-.о:.'.::т.:.с~ г .]уг.г-.иопгсльгай библиотеке

Дзторс^ора? разосле:: .'г.'??... 1992г.

У'-:.::.:;.; секпохг;;^ с::од"а;:::з:;ро2; самого - .„..га, то::н::чос;и,.{ паук,

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ БИБРОКАТКОВ ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ

ОТКОСОВ НАСШйй . . .

' Общая характеристика работы

Актуальность темч.Одной из причин преждевременного выхода аз троя высоких дорожных насыпей является недостаточное уплотнение ог-зскнх частей.Уплотнение откосов насыпей переменной высоты и разлнч-¡х углов заяояения связано с трудностям из-за отсутствия

гениальных элективных катан.Нормативными документами /СЕпП 3.06.03 ;5/ регламентируемый способ достижения требуемой плотности откосов ¡ляется сложным п трудоемким процессом, тробув-цим применения ручко-труда и повьшаодам стоимость насыпи на ¿О... 15!?.

Отсутствие теоретических и экспериментальных исследований, на-авленных на выяснение влияния угла откоса на силовые параметры ул-гшгоцих вибромачшн, и неучет влияния этих параметров на местную гойчивость откоса не позволяют в достаточной маре оценить взаимо-:ствие уплоткяицих матган с грунтовым откосом и определить рапио-1ьше параметры.Это яеляотся одной из причин отсутствия сиепиаль-: элективных маипн для уплотнения высоких откосов.Создание таких [;:н и методики определения их параметров является актуальной за-ей,

Цель работы - разработка методики определения параметров вибро-ков, обеспечивающих требуемую глубину уплотнения на откосе и необ-итий запас местной устойчивости откоса.

Метод тсслелованиЛ.Прд ретании поставленных задач использовался ¡^риментально-теоро-уичзскпй метод, основанной на элементах теорэтн-:ой и прикладкой мэхашпи, математики и статистики, теории- плана-пгая многофакторного эксперимента, теории уплотнения грунтового по-остранства.Эксперименты проводились на установках и матанах, опна-ых современно?. контроль по-пзкорятолыюй аппаратурой в лаборзтор- • -и потс-ых условиях.

Научная новизна ррботн.Теорегич-зскп и экспериментально установ-^еханизм взаимодействия прицепного вибрационного катка с уплотня-матернапом на откосах различной крутизны.Установлены зависимости гая угла откоса л переменной жесткости каната на параметры коле: вибровальца, а также - влияние последних на глубину уплотнения тнуп устойчивость откоса.

Разработана расчетная схега я дако математическое описание ппа-

1-

несса уплотнения грунтовых откосов прицепным виброкатком, определяющие характер изменения: параметров колебаний вибровальца в зависимости от дякчы отвеса каната и крутизны откоса; относительной вынузда-ю_оЙ сии, линейного давления вальца на грунт в зависимости от угла откоса; глубины уплотнения к местной устойчивости откоса - ст параметров катка и откоса, , _

На основе теоретической модели процесса уплотнения разработана кетодзтка расчета параметров виброкатка для уплотнения грунгових откосов с учетом как глубины уплотнения, так н местной устойчивости от- . коса. ' .

Б результате исмр.ппэсний прсд;:о~о;;а конструкция'шерокатка дан уалотнэккя откосов, признанная изобретение:.!.

Практическая ценность работы заключается в разработанной мотоде-ко выбора параметров виброкатка для уплотнения откосов грунтовых насыпей, рэализовашой в блоке программ для 0К.1, что автоматизирует расчета пра выборе параметров катка; возможности прогнозирования па-рол'этров вгПрокатгсов на стадия гас проектирования, а таккс оцонка пригодности использования существующих катков для уплотнения откосов.

исследований использованы Еильнвс-спел гостоетройтельшм управлением и дорожностроительными управлениями министерства сообщений Литовской Республики при выборе типа и паг-ракетроз катка для уплотнения откосов высоких насыпей.

Апт>обапия т??^отн.Основные положения диссертационной работы док-ледиваяксь и обсуждались на: всесоюзном каучпа-техшмеском семинаре вИнгенск$икаш» -г роботизация дороя!:о-сгрзг.те.шшх каяин на базе достижений науки,' техники к пвредоюго опита" п «лсховскоу логе научно-технической пропаганды, 1934г.; 4Б-сй аг^чкок конференции "«СИ, 1088 г.; иаучко-технкческок конференции "Пути поштения х&иостг.а, надобности к долговечности конструкций штекерного назначения" в Хабаровском домо техники, 1288 г.; научно-технических семинарах кафедры "Оодгвиао-траяспортше и строительные га-таны" СПГТУ в 1932...Со г.г. в 1991г; республиканских научно-технических конференциях, нтоьоди-в Вильнюсском ТУ в 1982...91 г.г.

Публитгак.По результатам выполненных последовали;'. ояубликозг-ио 15 печатных работ, получено положительное роиегае по заявке ы» изобретение.

Структура г. г,6ъчу работы. .Диссертация состоит из введения, I :'лаз, списка лцтерагури и прилочечиГ:.Содержит 13Ь страниц ыачино:..:сглго тек-

/

ста, 23 таблица, 36 рпсу:зсое, список лктератури на 16 стр., еключиэ-энй IVO иага.'еновшпй к 16 приложений ка 21. стр.

С0Д£Т£?ЖЗ РАБОТУ .

Зо ввепри?ги обоснована актуальность работы, прздстаняеш цель л задачи доследования, привздош осногигэ результата, состазляидие на-учкуэ ю вез ну Ешюлзенкнх сссладогангЯ.

В гет>рои. разтото продстаглзпэ совреиэнпоз состояние вопроса, Ц$> ведена ка основании обзора отачествекгшх н иностранках лктератуи;".-:; источников, оппсаппй пзобротэипй и патентов составленная г-лмсгХигл-ППЯ способов П СрЭДСТЗ УШ1ОТК01ПТЯ ОТКОСОВ.'

Проблемой уплотнения грунтовая откосов я разработкой натлп дм этой пели заяиг.'ззтея кодлоктпггг учзккх к етнетруктороэ Союздорига, БНИ1Г п/. Е.Е.Вэденезза» ВГГ^ХтроЗдормаз.Эпзчлтэлыый вклад з исследования этой области внесли И.Д.ТкачевекЕй, И.А.Янпен, Л.П.Лш:га2тлс П.И.Маруов, И.Н.Глуховцев, Я.Д.Кагакэгскпй, Г.В.Борисов,- U.JLKrtcT&sb-' ов, С.А.Краспослоб4дцез, Э.С.Кзлпптаров, Ä.üpnsza и дру-

гие учегшс.Одиадо .остглксь п ибрссэтко проблеки.Сроди юа - вякяняз угла откоса иа параметра itaTi'a, па глубину уплотнения и гигклнпз параметров впброкатка1 на шетнуи устоЛчсвосчь оздсоса.

На откосе, из-за расглгщжаяпя сил язрзендтулярггэ и вдоль образующей откоса, автожкетескя возрастает относительная шпуздаяда.*! ла и уменьшается лпдеытоз давязадо гпбро;:ат:са на уплотняемую повэрх-ность.поэтому паро'зтря я дат о пзпетрукпют -зяЗрояатка .для угототпейгя откосов долей! отличайся от параметров катков, продпазначошзгх для использования на горизонтальной плоскости,

¿•гатиз сущестЕупзпх копструкппй мгоая к rix технологически: рзгг-мол ру.'.о'.ы в этих условиях показал целесообразность пререкания прикзп-ного виброкаткя, работещего непосредственно на откоса, с базовой мг.-г пане;;, нахолялвСся на верху наешп, соединенного ткгоеьч каяатсм,Цра этом юзнихает кзобходя^эсть лзучят:» аледуктяо вопроса:

- пзаи'лодеРствяз r-иброглтка с тягошм мигом с ползя вшаглешл параметров катка и каната, осЗэспзчягагзяя яодгздоьяуп гаэтлптуяу коло-бачк! валы'а ?>доль образуог.ей отсоса* n

- ззаг.кодеЯстБге впброкатка с грантом откоса с палы» .устгвопле-H7J? хах глу<5кйи углотиекля» тах н костной устойчивости отхоса.0 рззу-льтатс откх исследований - разработать г.'етодкяу опрздолсвяя перс/зт-ров ггг5рокптка, пргдназнэчеччгаго дяя удлотнапкя отг-сссп дкияшзЗ*

Во втором разделе приведены теоретические исследования работы пршеиного виброкатка с возбудителем круто кг: колебаний ка наклонной плоскости,Представлена об^ая расчетная схема, угтывисицай и переменно» длину тягового каната, и изменение параметров виброкатка, и угол откоса /рис.1/.В дальнейшем представленная модель разбита на два под-годели.Каждая подмодель отдельно рассматривает взаимодействие вибро-ваяьпа с тягоеым канатом и с грунтом откоса. ■. -'

-Рассматривается двухмассовая динамическая система.Увеличение массы. катка путем балластирования учитывается постоянно действующей беэинериионной статической силой пригрузки, 5 -.Для учета сил инерци-онногр сопротивления введена присоединенная масса грунта ту.Ее величина на основании исследований О.Я.Ыехтер, Б.И.Филиппова, Н.К.Снитко, Е.А.Белостоцкого принята равной 0,85 массы вальца т .Ьяияниа параметров катка ка местную устойчивость откоса в расчетной схеь-е учиты-. Бается введением упорной призмы грунта и характером действующих на • нее сил, способствуют сдвигу и. удерживаю «их от него. К!..

Сястеца взаимодействия ккброкаток-тягоэый канат имеет целью определить параметры зиброкатка и тягового каната, обеспечившадж колебания Еибровальпа подобно маятнику, с квазинормальными удараги о поверхность откоса.Целесообразность достижения такого характера колебаний обусдо&тена необходимостью достижения наибольшей эс^ективности уплотнения с учетом устойчивости откоса.

Изменение длины тягового каната влечет за собой изменение его яесткости, которая влияет на амплитуду колебаний ватьца вдоль образу-гцей откоса.За критерий опенки колебаний вальса сибрано соотношение амплитуда ькнукДенннх колебачй X. и статической до^ор^атши каната Хст под действием статических са ту:*пста катка:

Х = __Р .„ .......... . ,

Здесь Р - Бннуядажцая ста латыш, С,1 - сила тяжести вальга, СК и к„ - кесткость л внутреннее трение каната, характеризующее его де::п;::ру-вчуп способность, СС- угол откоса.

По рис.2, где для краткости обозначено

О

Ч ~ (О + Б)^«

вцдво влияние х частота вннухд-экных колебании ка величину относительной де£<->тааш:я. Условно

К С X(3)

..V \

Y V'X T

^ - -xA^t /

^ Я 'a'"/ S-*/

\

S

x

и

.»v «■

y *

\ / / -Ae

VXi ■

ri . "v ■ .--..v. л

лг-ív/ >< y".>"•!» и

• Wirf Vï

^t 4--- "■л

rn

¿-4

о

!С£»-0:Д а

! 1 ч

"i. <4

i

CMJ Г Vw** ?

• s. -ir- »«i""" «¡WOT--,

4 3 12 í3 i,г.

пркцзпг:ого ггнЁрзкгтаа

rrs.3.ll2::c:c:i:tft собственной легаты колебаний. czczzicj мброггг.гоя-кктг.г.

WW ¡,(-j

Рйс.Й.Изквнгние амплитуды колебаний катка вдоль cópasyr:-^

0

! ' 1 ■i

1 i/> //

1 Г /

í ' !i © /.a M

íi ■ 1 » ■ e~ > ' g ; jl?

ï * ' A ' ! ' {¿эт-доз* лупимое». <«M«i*rj

1

Рйс.4.Ечютгпо сил. я частоты па колебаний 5

соблюдается в зоне вправо от линии .¥„»= 1.Отсюда видно, что для катка с рассматриваемыми силовыми параметрами Р , С* и 5 рабочую частоту надо выбирать не тенее 15...20 Постановлено влияние величины отвеса каната I на собственную частоту {, колебаний системы каток-канат.По рис.3 видно, что для наиболее распространенных откосов крутизной 30°...45° при наименьших отвесов каната £ = 15...20 ^.Соответственно вынужденная частота £ = 20...25 Гц находится за пределами резонансной зоны п может быть рекомендована как нижний предел рабочей частоты катка.

При рассмотрении параметров колебаний .вальпа во взаимодействии с грунтом были использованы результаты исследований М.П.'Зубанова, Н.Я. Хархуты, М.И.Калустина, А.А.Ыестопшюва, А.Я,Башкарева, Г.Н.Пэпова, В.И.ашзва, И.У.Альберта, А.А.Раякина, А.Н.Ериолаевой, Г.Морель /СМо-ге1 /, Ы.Парамитьоти АРога^цтИ^!/, ф.Деграэв /ЕВед^ё/е/.Статические силы тяжести вальца и пригрузки на откосе раскладываются на нормальную к поверхности откоса и параллельную ей составляющие.Первая.с увеличением о? уменьшается, вторая - увеличивается.В результате относительная вынуждающая сила /ОВС/ Р„ автоматически возрастает, так как на откосе она зависит от К : п п /п „ г

Р",*Р/всс$се. ^

Величина прироста ОВС в процентах, в зависимости от утла откоса, может быть определена по формуле:

¿Р6Т= (</«»« 71). 100. 5

Значения прироста представлены в таблице 1.Нормальное линейное давление на откос крутизной 0с по отношению к на горизонтальной плоскости уменьшается на величину л £>, , значения которой токе представлены в таблице 1. Таблща 1

СС ,0 0 15 30 45

, % 0 3,4 13,4 29,3

лР„ . * 0 3,5 15,5 41,4

В результате изменения ситовой картины меняется и характер колебаний вальца, и глубина уплотнения, и устойчивость откоса - из-за возрастания растягиваетих сот.

Рассмотрено влияние параметров вибрации на перечисленные вале параметры скстеш валеа-откос, обеспечивающие нужную глубину уплотнения 6

п необходима запас местной устойчивости откоса.Так как при 1 валец работает в виброударном режиме,-который является наиболее эффективным с точки зрения уплотнения, то каждый период колебаний состоит из участка контакта вальца с грунтом, и участка полета вальца в отры~" во от поверхности откоса.Грунт принят за упруго-вязкую среду.

Движение вальиа в контакте.с откосом описывается уравнением:

у,те «-с), к + = ) -веселое

Iе) .

где

<30= С^в , (5 = т-0 , } '

- начальный фазовый угол, к. и С - вязкость и жесткость грунта.

При безразмерных перёменншс ■' ~ • ' ,

, т. - м;

с= г. « уГ —— (8)

Уравнение (б) принимает вцц:

+ б'а, = ^г (г + 4>) +- N , (9} . .

здесь

Л = к/(и!т0) , огс ^ Ус/гпо", е ; «лх/<л70 , М - <3° |

После математической обработал уравнения (9) , с учетом условия А < 6 , того, что контакт начинается в момент времени Г »0, а скорость вать-ца в этот момент ¿, =. , получено полное решение уравнения движения . вальца в контакте: '....•'

г, = е>Т А . + .У'**** _ ^¡-¿¿п^'дГ ч " I (¿*-<)г + лг ИГ^ + аЧ •

(¿г-<)г + Аг +

(£4)4 л* Г * 1 1

~ ^-^.¡¿паг- -г^пг] 4- (я

■ алт + ^'Ф Л ,

1 ■ V т . (¿>-<)г + \г 1 £г (и]

здесь п -у^Г^? (121собственная частота колебаний спстещ виброг-■ каток-грунт с учетом демпфирования,-

Рассмотрен такяе полет валыш, которой опвсиваэтся выраженном:

t^m = Fi s2n(tvi+-4>] + Qo^so; , ^ , -

в координатах T u 2 :. • '

t ] + N (14 }

■Его йодное.решение при условии ¿2 | = ¿0 п::еет егд:

+ N(^J^-^r) + ¿of^J. [15) Hps граничных условиях . , „ . ' , ,

скорость вальпа в момент удара • _

• _ uhi.-шч- сдяу^у .. сс,,р+ l/r,2ff._ ( \

Г, -2,Г IW«" Г.,-«Г 1 Г,-аГ zfa-irj L1 ^ I

На оснсванл;; отих .параметров в дальнейшем получены выражения начального фазового угла 9 и относительной вынуждающей силы, опЕСНБгшда. верхнря к н.--;-::',гТ-э границы области устойчивых одноударних перкодцчсско: колебаний вкбровальца:

— . . 0 /V ^ % I _ (IZll.^ -4-. со, -г/6 | \

, 2 р ГД-2Г J { . '!-£1 ° 1 \

Г [18)

. * % - 21Г

Езрзшяя граница:

. = -^фг^т^Т ^ .И

нгкхяя грамша: .

;.P/Qws« I 1 / сг. ' (го)

Установлено, что границы зоны устойчивых одноударних периодических колебаний, представленной в относительных координатах P/Qcu?«;-слг/ц70 /рис.4/. ке зависят от угла откоса.Абсолютные значения силоеых ц частотных параметров доляш быть подобраны такта образом, чтобы соотношения не еыходшш 2а граница .поля- A .ICai; вцдгс, дря очень трудно удержаться в зоне устойчивых колебаний, поэтому предпочтительно выбирать, коньелс значения, хотя с увеличением QBC увеличивается ситовое воздействие катка на грунт.Лолано ограничиваться к верхнее значение выщгаденкой частоты: 1,7oj0.

Локальное воздействий впЗрокатка уменьшает местную устойчивость откоса, которая оценивается коэффициентом запаса местной устойчивости К , выражаэ12П1 как соотношение суммы удерохивЕхщпх ц су»ы сдвигавщас сил: '

К - ' (21)

знпхггэтс от дазлэнзя хатка на отхос,В расчетной математической дели учктнБавтся гзазнендо давления по глубнпв л влпяняе вибрации угол внутрэннзго трэн:п :i сцзплендз грунта Сгг :

Ri = \/Ъ ( Pstn «rt 4 Qcosoî )• Rp-if ,

R> - £ ■ £ . ta if ,

R/, = h / s>>i о,

s, => /в - (-Pcoiwi+t?^«)- Ka ,

S5 - e cos S.

îs Ь - ширина вальца, приводящая силы к плоской схема, закон зненяя воздействия силы по глубине /тгбл.З/, "Г - удельная уас-грунта, 6 - угол упорной прпзш грунта, с - сила оползневого дях— тя от внталенащего грунта, кооффициенг, учитывающий изменение, гкчесхпх сил, деЗстзуткцпх от катка вдоль образующей откоса в завп-)стп о? Р- /табл.З/, С ip , Rp у К* 'бплп определены в хог.е экс-з:ентатьних лаборатории исследований.

Проведенный анализ показывает, что коэед^щпент запаса местной Живости откоса завлсит от угла откоса, от величины 0LC и статл-:сй прлгруэкл зальиа /рис.5 п 6/.Ког$4ап!ент запаса местной усто.1-стк , з отлстпз от свободного откоса, но глубаке слоя у?аиг»зза-.На рпс.5 представлено изменение коссйцщиента запаса уестксй ус-пвсстн откоса в зависимости от относительно:: вьчп'ддатаей еялч на гренки одного оборота гебалг.нскогс гага, гзатрдхгзашгые области -ая я вторая воловик* контакта вальца с откосом.Два макск'ууа хрх-- в но^эпта максимального лрккатгл вальса к откосу л полного отрц-®и от грунта.Е этях случаях сдвигйедке усалуя является ,Дра '.глнтз'рла - при входа гатьда в контакт з откосом г. л р.: ?го.3то наиболее опаоячз для устоЛчетоста откоса оога.^др'.ия .е-кго-«.отзояа дс^алаксног.'4 ьала, г- кстс-сч ко?, -/'.клент заг."сг.л •• . -

пустимого предела, кожат быть сужен уменьшением ОВС, а такжч уменьшением статической пригрузки вальца, однако эти меры приводят к уменьшении глубины уплотнения /рис.5, табл.2, рис,6/.

Зависимость коэффициента запаса местной устойчивости откоса и глубины уплотнения от езличены ОВС /рис.6/ с учетам статической пригрузки /кривые 1,3,5/ и без ее учета /2,4,6/ позволяют выбрать силовые параметры Еальца Р/Осхйк и в > обеспечивающие максимальную глубину уплотнения с одновременным обеспечением необходимого запаса местной устойчивости откоса.

Таблица 2

1

Параметр ОВС ОС , град. ь , м

1,4 2,6 3.7 1 16 31 0,01 0,51

Сектор, где К С К,«„ = 1,3 20° 50° 60° 30° 40° - 50° 50° 30°

В третьем разделе представлены результаты лабораторных :: полевы: экспериментальных исследований»В лабораторных условиях, на супесчаш грунте устанавливалось эффективность уплотнения откосов виброкатком, перераспределение сил и давления на грунт, зависимость характера колебаний вибровальца, состояния уплотненной поверхности от крутизны откоса и параметров катка.Для исследования процесса уплотнения откосов была разработана специальная установка,, позволяющая менять крути зну откоса, включающая грунтовый канал, прицепной каток с шбровозбу дагелем круговых колебаний, -привод которого обеспечивал возмояшость изменения частоты колебаний* вынукдашцей силы.Давлеше от катка в ве тикальном' направлении, вдоль", образущей откоса и перпендикулярно" к ней измерялось индуктивными датчиками. ИДМ-9, положение в грунте кото рых было перпендикулярно к измеряемому давлению. С целью определения влияния угла откоса опыты .ставились- на горизонтальной поверхности к на откосах крутизной 15, 30 и 45 градусов. Для сок-радения объема иссл дований были применены .элемент;теории ыногофакторного эксперимента Етотность грунта -определялась методом ревущего кольца, поверхность о коса фотографировалась. "

В полевых условиях уплотнялась горизонтальная поверхность и отк крутизной 30? строящейся автомобильной дороги.В натурных условиях Г£ нт уплотнялся двумя катками параллельно: лабораторным с ненаправлень ми и серийным .ВУ/-76 с направленными колебаниями.Диаметры их валыш близкие: 0,43 и 0,50.м соответственно.Линейное- статическое давление тоже: 7,0 и 6,5 кН/м.Оба катка работали в режиме прицепного.

9С 180 270

Рис.5.Влияние ОВС на местнуп устойчивость откоса.

Ксходнщ^

сС, И0,1<^

. Блок програгш

X

Взаимодействие каток- У-*т(п ,, канат „ п « 1

Устойчивость колебаний вальца Момент удара

РЛК'чЬ МОП

Параметры колебаний вальца, н характеристики уплотнения

Проверка устойчивости.откоса

!Н(Р,

Рекомендации по выбору

Р/д см«, "5, д.-

Рис.6.Влияние параметров зиб-

рокатка на глубину уп- Рис.7.Алгоритм г.иборл параметров.

лотнения и устойчивость

откоса.

-1.1

3:;спор.'Г"сдте;^: устагэЕЕгт. стонем 'гиьэнввпа портального дакания деркотатзда-рдо к поьорхнозти откоса & вдоль его, а тонне нзг.г-,

• нг© глубзш углоткек-'; в зависимости от «./табл.З/»

• ' . • Таблица 3

«•1 Закон затухгли К- Дг.гп£рсы к«. Ис,-

0° 1 0,2оБ С V-!) 1.5 10""- 0Д2 ь

15° .0,2.14 е'1'2 '/В • 2,5 1СП4 0,25 . ь - 0,1- £

ОГр 0,223 е"1,4 (/Л 2,7.1СГ4 ' 0,33 ь - 0,2-

45° 0,225 е 4,2 1}'В 2Д 10~>- 0,40 ь - 0,3- (5

Эксперзгзнгалыш игадодоваьцк подтвердаш георстЕчссгаз результат» 'Река! холсбснгЗ в;:броБальца при парамотрах, по теороткческаг даяпхгл нгссдл-^хся в зоне одаоударнкх нергэдЕческЕх колебаппй /рзс.4/, на осааглэгрслыах был чотко ЕериодпчоскЕ1!«В- тег огучссх, когда р/^согес вял. ЦДг» шходяаш га пределы зоил устойчивой работы, характер .%слг-баасй нарушаши&убика уплотнения, достигнутая окспергызнггяькэ, на 10¿.,15 % превьп&ла расчвтЕую.Еозргстаниэ давления и сил, действующи вдоль образующей откоса /на 7,1 с катдшз 15° 1футиз1Ш откоса,'' подтвердит расчетные данные о влиянии'угла откоса п.силовых параметров на местнув.устойчгизость-от1Я>са.В2зуально'оаэ1швалгсь тгх^р состояние-поверхности отсоса: когда ОВС со расчетка данным обссдвчпвазт К.» поверхность откоса получалась ровной и без треирн.Когда со ОВС-била бохпз лз^сгзого /р?с.6 /, ка поверхности откоса оставались трзгешы - оч'йгег карупонзя мэстюй устойчивости ооюса.

Резуяьтаац. сравнительных ватурнцк -емшаней впброг.аткэв с насраи-п с крутоЕхш колебаниями. показалс лрактдческв'одинаковую их УЕЛотаяяедФ способность на откосе. ••• , ' .

Ярзддакюна форглула для определенна значения линейного давлонш кал-л • па грунт откоса крутизной .«! градасог-, обоспечквшцоо нужную хдуби^г ушЕОгискьх На с .лопрааао£ па откос:

. , * ' (23)

адесь . V. ,;: ■■ , (24)

где ¡1. - нужная, глубина уплотнения, А Ил.~ величина, на которую И уменьшается на откосе К г поэт оку дуется глубина-проработки увеличиваете ся на Л ; £0_ модуль деформации грунта, / - коэффициент перехода

зт среднего контактного давления к максимально>гу, Р? - радиус вальца. ЕерхниЯ предел давления катка не долге я превышать предел прочности грунта £ .

В четвертом разделе пзлозека методика определения параметров ¡ршепного виброкатка с возбудителем круговых колебаний для уплотне-пга откосов, вх-точащая комплект программ для ЭЕМ.Ернведенн примеры гользования программами л методикой в целом.

Существующие методики определения параметров уплотняющих метин, 1 том число и зяброкатков, позеоляют выбрать параметра машин для ра-оты только на горизонтальной плоскости.

Предлагаемая методика определения параметров вибрационного катка читквает не только особенности реяима его работы на наклонной поверх-зстя откоса насыпи, но и атгяние вибрации на изменение физисо-механе-зских характеристик уплотняемого материала.В результате этих измен'е-ш возникает опасность трецснсобразоЕанкя.и еще более серьезного на-гшения сплошности поверхности откоса, призодядей к потере откосом ¡стной устойчивости, к сдЕязкем, вяваяем грунта.Учет этой опасносги яяется одним из отличгй предлагаемой методики от предыдущих.При ра-те на горизонтальной поверхности не била необходимости рзсснатря-ть и взаимодействие пзброкатяа с тягоекм канатом.На откосе картина няется.

Лля реализации предлагаемой методики составлен блок программ для '¡I на языке программирован^ ФОРТРАН.Программы по исходным данным гс.7 / рассчитывают параметры взаимодействия виброкатка с тяговым тагом и грунтом в зависимости от изменяющихся условий.Полуденные ре-1б'таты позеоляют внбрать основные параметры виброкатка, обеспечива-:о нужную глубину уплотнения на откосе и не нарупащие местную ус--чиеость откоса.

В пятом вашего приведены результаты экономического анализа эда— вности применения предлагаемого варианта Виброкатка по сравнению с мр-танами. Экономический эффект по сравнению с методом уплотна-откосов, предлагаемым СНиП, м'опзт составить около 1475 руб. на 1 дороги /по генам до 1021 г./.Креме того, маканы предлагаемого типа шизт чаюй К8Т3.1ЛО- и энергоемкость».

Результаты работы могут быть использованы при проектировании ксм-:са метин для.строительства скоростной келезнодоронной магистрали !тр-йг", для уплотнения арригапкошшх и гидротехнических сооружений.

"'а основании исследований врвдзожзннвя конструкция г-иброкатка наяа изобретением.

ОСНСВЗЫЗ РЕЗУЛЬТАТЫ И ЕЫВОДЫ

1.Установлено, что прицепной вибрааиошшй каток мокет зздекти уплотнять грунтовые откосч прл правильно выбранных его силовых пар метрах, которые долмш существенно отлетаться от параметров катко;; предназначены/л для уплотнения горизонтальной поверхности.

й.Проведопныо теоретический и екевзриментальныз исследования казалк, что механизм взаимодействия вибровальца с грунтом существе зависит от крутизны уплотняемого откоса.С увеличением угла откоса возрастает относительная вынуядащая сила вибровальца /при сх = 45 на 41,4'? / и уыоны:азтся линекноз давление вальца па откос /при С 45° - на 29,3,1 /.Угол откоса и тяговый канат изменяют регпм колебг Еальца, 1- результате снихается глубина уплотнения и местная устой1; вость откоса.

З.Дтя качественного и количественного анализа параметров виб] катка на гибкой тяге при уплотнении откосов разработаны математич; кпз модели, дозеолякцис определить характер изменения колебаний к ровальца, зону устойчивых одкоударных периодических его двимоний, мзненке глубины уплотнения, сдвпгащих и удершваищих сил ь завис! стп от параметров тягового каната, откоса и виброкатка.

4.0прэделено, что глубина уплотнения с увеличением угла отко< на кач:зше 15° уменьшается на 0,1 К.На основании того предложена мула для определения линейного давления катка, необходимого для да пения требуемо;; глубины уплотнения на откосе.

5.Покапано, что-минкмалъкое влияние тягового каната на режим лебащй1. вкбровапьца обеспечивается при [ >/ 2Л Гц.

ВЛ^ороткчески определена и экспериментально подтверждена зо! устойчивых одноударннх периодических колебаний виброватьиа на стк; как наиболее зЗ&ьктшный реки?.; уплотнения грунта.Эта зона определ: ся параметрами виброкатка ^ а' 1,7 '--о к не зависит от

ла откоса.

?.Установлено, что параметры вибрЭЕатша значительно влияют когЙЕпиект запаса местной устойчивости откоса К .Б течении конта вальца с грунтом он меняется от минимального до максимального.При входе к выходе вибровальца из контакта К мозеет «принять значенк меньсе дзлусткм.ого.йя ограничения снижения К относительная вин, даг-дач спла не доляна превышать 2, Б.Для выбора конкретных значенк Р/^сиос е 5 предложено графическое выракенио к: влияния на ко .¿иикент запаса местной устойчивости п глубищ уплотнения.

^.Расхождение экспериментальных данных, полученных как в лаб

ншс, тес п в нзтуряах асслодовсжзвс, с результатами тооретаческгас чстов по прсцгзазт 153» ■

9.На основании проведенпих теоретических и экспериментальных ис-дований разработана методика определения параметров виброкатка, вчахвдая в себя блок программ для ЭВМ, обеспечивающая качествекноз отконие и запас местной устойчивости откоса.

10.Проведению исследования позволяй разработать конструкцию рокаткэ для уплотнения откосов, котораЬ признана изобретение!.-:.

11.Экономический ойект от г-умененкя предлагаемого -виброкатка я уплотнения откосов гохет составить около 1475 руб./по ценам до >1 г./ на 1 км дороги.

Основное содержание диссертации отра-ксно в публикациях:

1,Езртулис В., Будркс Б. Стенд для исследования' параметров /рун-плотшшцих маиин, работающих на откосе./Улучшение качества с^рои-ьства автомобильных дорог и создание дорожно-строительных м.ааин: . докл. республ. науч.-техн. конф. Вильнюс, 1983. С.49-50.

З.Бартулис В., Лш.гайтис Д. Эксяерилэнт&чыше исследования пара-ров виброкатков для уплотнения грунтов //Управление строительство», номика, технология и механизация в сельском индустриальном стои-ьство: Тоз.докл.республ.науч.-техн.конф.Еитьшсс, 1984.С.48-50. -

2»Л;;нгайтис Л., Еартулис Уплотнение грунта на откосах вибро-камнУ/ПовниенЕе эффективноеги рабочих органов и агрегатов дорокно-оотольних машин.М, ,1984.С.93-101.

'.'-.Еартулис В., Линта/тяс Л. Снижение металлоемкости виброк_гков, отащях на откосах//Эконо:л1я ресурсов при выполнении технологичес-проиэссов в строительстве:Тез.Дои.науч.-техн.кон}..Вильнюс, 1985. 6-48.

б.Бартулис 3. Уплотнение откосов насыпей автомобильных дорог с уеньатк энергетическими затратачи//Экономия материальных и энер-ячоских Ресурсов в строительстве :Тез .докл.республ.науч.-техн. Ф.Е^ыжс, 1985. С. 94-96.

С.Блртулке В. 2кбор оптимальнее лараметров катков для уплотнения птоз на откосах//йознзечие зафективности технологии л глеханазациа ительного производства.Вильнюс,1985.С.65-69.

'/..'Гннгъггн^ Л. .Еарту.тие В. ,Ау>-бикагичяс А. Подбор ргяггяальксс катксв и технология уплотнения откосов лорег'н.а: начыпе;.'' о;.'.:, лнстск.Серил "Автомобильное д->рогл" .Бхльни;,Ллт 4с .

в.ЛкнгайтЕО I., Бархулкс В., Аужбнкавичюс А. Средства для уплотнения откосов насыпей автомобильных дорог/1!к'£оры, листок.-Автомобнль-ные дорога.Ы.,ЦБНТИ,1986,£ 7.

Э.Бзртулис В. Экономичность и работоспособность машин для уплотнения откосов грунтовых насыпей//Экокомля материальных и троудовнх ресурсов в строительстве.Бщсыгос, 1987.0,13-24.

Ю.Бартулио В. Динамика прицепного виброкатка на откосе//Новея техника-к технология в строительстве дорог.Вильнюс, 1988.Сс5-7.

Н.Бартулис В. Опрэдоление линейного давления на грунт от виброкатка для уплотнения огкосов//!.1оделировакиэ технических и организационно технологических резаний в строительства,Вильнюс,1988.С.73-77.

12,Бартулпс В. О выборе силоеых параметров катков с вибровозбудителем ^фуговых колебаний для уплотнения откосов//Дути повышения качества, надежности и долговечности конструкций инженерного назначения :Тез.дохи.иаучн.-техн.ко нф.Хабаровск,1988.С.83-85.

13,Бартулис В. К определению характеристик периодического движения вкброкатка на грунтовом откосе//Вопросы увеличения 4ушщ;;оа;льипх возможностей и надежности строительных малин.Вильнюс,198Э.С.30-32.

14,Бартулис В. Анализ динамического взаимодействия ■арицешюго виброкатка круговых колебаний с тяговым канатом на откосе//Вопросы создания и внедрения новых конструкций и технологий строительно-дорожных машин.Вильнюс,1990.С«3-8.

15«Бартулис В. К методике выбора параметров виброкатка с вкбро-возбудителем круговых колебаний для работы на грунтовом откосе//Зоп-росы создания и внедрения новых конструкций и технологий строитель.но-дорожных малин.Вильнюс,1990.С.Э-13. * . ~

16.Вартулис В., Шалаамвичюс А» Прицепной вибрационный каток для упло т не шш/Положит ель но е решение ВНЫЗЛ1Э & 4917779/33 021710 от 12.03. 1991.

Подписано к печати С£.03Л'1. Тирак 100 Заказ /¿"й , Бесплатно

Отпечатано на ротапринте Саякт Петербургского государственного технического университета. 195251, Санкт Петербург, Политехническая ул.29.