Чухарев Роман Алексеевич – инженер, кафедра «Строительные и дорожные машины»
150023, Ярославль, Московский пр., д. 88
Roman A. Chukharev – Engineer, the Department of Construction and Road Machines
150023, Yaroslavl Region, Yaroslavl, Moskovskii Prospect, 88
Тарасова Наталья Евгеньевна – канд. техн. наук, доц., кафедра «Строительные и дорожные машины»
150023, г. Ярославль, Московский пр., д. 88
Natalia E. Tarasova – Cand. of Tech. Sci., Associate Professor, the Department of Construction and Road Machines
150023, Yaroslavl Region, Yaroslavl, Moskovskii Prospect, 88
Чабуткин Евгений Константинович – канд. техн. наук, доц., кафедра «Строительные и дорожные машины»
150023, г. Ярославль, Московский пр., д. 88
Evgenii K. Chabutkin – Cand. of Tech. Sci., Associate Professor, the Department of Construction and Road Machines
150023, Yaroslavl Region, Yaroslavl, Moskovskii Prospect, 88
Введение. При строительстве современных скоростных магистралей большое внимание уделяется уплотнению оснований, состоящих из грунтов естественного сложения. Они требуют использования специального оборудования, в том числе и самоходных машин, осуществляющего уплотнение в непрерывном цикле. Но при его проектировании возникают определенные трудности по определению параметров ускорителей удара и массы ударной плиты. Цель работы – изучение влияния параметров рабочего оборудования на процесс деформирования грунта.
Материалы и методы. Для проверки влияния параметров трамбующего оборудования на процесс уплотнения был выбран способ математического моделирования процесса с использованием реологических моделей. Рабочий цикл трамбовки ударного действия условно разделен на четыре фазы. Дано математическое описание движения штампа и грунта в каждой из фаз движения. Рассмотрено изменение напряженного состояния во времени в теле грунтового полупространства.
Результаты. Была получена зависимость изменения напряженного состояния грунта во времени при различных жесткостях пружинного ускорителя удара и изменении массы штампа. Анализ зависимостей показал, что при проектировании оборудования ударного действия, предназначенного для уплотнения грунтов естественного сложения, требуется согласование пиковых напряжений от массы штампа и жесткости ускорителей удара. Это позволит растянуть во времени действие напряжений, быстрее сформировать уплотненное ядро в грунтовом полупространстве и потребует меньшего числа ударов по одному следу для получения требуемой плотности материала.
Обсуждение и заключение. Предложенная модель трамбующего оборудования позволила рассмотреть процессы, происходящие в грунтовом полупространстве, получить сравнительные характеристики массы штампа и жесткости ускорителей удара. Полученные данные хорошо коррелируются с данными других авторов. Результаты исследования могут быть полезны инженерным работникам, занимающимся разработкой новой техники интенсифицирующего действия.
Прозрачность финансовой деятельности: авторы не имеют финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах. Конфликт интересов отсутствует.
Introduction. During the construction of modern highways, much attention is paid to compaction of bases consisting of natural soils. They require the use of special equipment, including self-propelled machines, performing compaction in a continuous cycle. But when designing it, certain difficulties arise in determining the parameters of impact accelerators and the mass of the impact plate. The purpose of the work is to study the influence of the parameters of working equipment on the process of soil deformation.
Materials and methods. To check the influence of the parameters of the tamper equipment on the compaction process, a method of mathematical modeling of the process using rheological models was chosen. The working cycle of impact ramming is divided into four phases. A mathematical description of the movement of the stamp and soil in each of the phases of movement is given. The change in the stress condition in time in the body of the soil half-space is considered.
Results.Тhe time dependence of the soil stress condition was obtained for different stiffnesses of the spring impact accelerator and the change in the stamp mass. A joint analysis of the obtained dependencies showed that when designing impact equipment intended for compaction of naturally occurring soils, it requires matching the peak stresses from the mass of the stamp and the stiffness of the impact accelerators. This will make it possible to stretch the action of stresses in time, to form a compacted core in the soil half-space quickly and require a smaller number of strokes on one track to obtain the required material density.
Discussion and conclusion. The proposed model of tamper equipment made it possible to consider the processes occurring in the soil half-space, to obtain comparative characteristics of the stamp mass and the rigidity of impact accelerators. The obtained data correlate well with the data of other authors. The results of the study may be useful to engineers involved in the development of new techniques of intensifying action.
Financial transparency: the authors have no financial interest in the presented materials or methods. There is no conflict of interest.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.