Анализ технических характеристик самоходных реверсивных и нереверсивных виброплит

Введение. Самоходные виброплиты – грунтоуплотняющие машины с плоским рабочим органом, обеспечивающие послойное уплотнение грунта слоями небольшой толщины. В зависимости от способа передвижения выделяют нереверсивные и реверсивные виброплиты. Разработка виброплит требует обоснования ряда технических характеристик, к которым относятся вынуждающая сила, частота колебаний вибровозбудителя, длина и ширина основания, мощность двигателя, относительная вынуждающая сила и др. Для обобщения накопленного опыта производства, а также выявления особенностей в технических характеристиках реверсивных и нереверсивных виброплит, был проведен статистический анализ.

Материалы и методы. В работе исследуются 644 модели нереверсивных и 484 модели реверсивных виброплит. Данные о технических характеристиках рассматриваемых моделей брались с официальных сайтов производителей, а также с сайтов их дилеров. Уравнения регрессии и коэффициенты детерминации получены в программе Microsoft Excel.

Результаты. Определены диапазоны изменения технических характеристик для нереверсивных и реверсивных виброплит. Получены уравнения регрессии и коэффициенты детерминации для взаимосвязей длины и ширины основания, мощности двигателя, вынуждающей силы, частоты колебаний вибровозбудителя и относительной вынуждающей силы от массы нереверсивных и реверсивных виброплит. Большинство полученных зависимостей имеют средние и низкие значения коэффициента детерминации.

Заключение. Диапазоны изменения значений большинства параметров нереверсивных и реверсивных виброплит совпадают в соответствующих диапазонах масс. Исключение составляют только относительная вынуждающая сила и частота колебаний вибровозбудителя, где для нереверсивных виброплит наблюдается существенный разброс значений. Диапазоны значений масс также различаются, причем диапазон значений масс реверсивных виброплит почти полностью перекрывает соответствующий диапазон нереверсивных виброплит. Средние и низкие значения коэффициентов детерминации и значительный разброс отдельных параметров позволяют предположить, что у производителей отсутствует общепринятая методика их обоснования. При выполнении дальнейших исследований целесообразно разделять реверсивные и нереверсивные виброплиты, поскольку их технические характеристики, механизм передвижения и распределение напряжений по контактной поверхности с грунтом различаются. Для повышения эффективности виброплит целесообразно исследовать влияние соотношения масс рамы и основания виброплиты, а также характеристик амортизаторов с целью обеспечения требуемой для эффективного уплотнения грунта продолжительности действия контактных напряжений.

1. Тюремнов И.С., Новичихин А.А. Уплотнение грунтов вибрационными плитами: монография. Ярославль: Издат. дом ЯГТУ, 2018.143 с.

2. Кузьмичев В.А., Кузьмичев В.Д. Исследование рабочих параметров самоходных виброплит, применяемых при уплотнении грунтов // Вестник гражданских инженеров. 2011. № 3(28): 66–71.

3. Кузьмичев В.Д. Математическая модель виброплиты // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2012. № 3(35): 65–68.

4. Massarsch K. Rainer, Wersäll Carl. Vibratory plate resonance compaction. Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Geotechnical Engineering. 2019. 173. 1-30. https://doi.org/10.1680/jgeen.19.00169

5. Sawant Rohan. Advance Equipment for Compaction on Site.2021 https://doi.org/10.35291/2454-9150.2021.0099

6. Рябов Г.К., Леонтьева В.С., Федосеев Ю.В. О механизме передвижения бесколесной виброплиты // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2012. № 3(96): 143.

7. Башкарев А.Я., Мусияко Д.В., Пешков В.С. Вибрационное перемещение поверхностного уплотнителя // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2013. № 1(166): 175–178.

8. Кузьмичев В.Д. Разработка динамической модели самоходной нереверсивной виброплиты // Механики XXI веку. 2012. № 11:39–45.

9. Czech Krzysztof,Gosk, Wojciech. The Impact of Work of Hydraulic Compactor Type V8 from MTS on the Level of Vibrations Propagated to the Environment. Procedia Engineering. 2017. 189:478-483. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.05.077

10. Anderegg Roland, Kaufmann, Kuno. Compaction Monitoring Using Intelligent Soil Compactors. GeoCongress 2006: Geotechnical Engineering in the Information Technology Age. 2006. https://doi.org/10.1061/40803(187)41

11. Sivagnanasuntharam Suthakaran, Sounthararajah, Arooran, Kodikara, Jayantha. A New Approach to Maximising the Benefits of Current Intelligent Compaction Technology for Asphalt Materials. Construction and Building Materials.2023. 393. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.132031

12. Ranasinghe Rajitha, Sounthararajah Arooran, Kodikara Jayantha. An Intelligent Compaction Analyzer: A Versatile Platform for Real-Time Recording, Monitoring, and Analyzing of Road Material Compaction. Sensors. 2023: 23. 7507. https://doi.org/10.3390/s23177507

13. Owusu-Nimo Frederick, Peprah-Manu Daniel, Ayeh Felix, Charkley Frederick, Ampadu Samuel. Compaction Verification of Lateritic Soil Using Electrical Resistivity: A Laboratory Study. Geotechnical and Geological Engineering.2023; 1-14. https://doi.org/10.1007/s10706-023-02598-z

14. Hassan Asem, Nadhum Gehan Geotechnical-Electrical Evaluation of Soil Compaction Parameters, South of Baqubah City. Iraqi Geological Journal. 2023; 56. 144-155. https://doi.org/10.46717/igj.56.1D.12ms-2023-4-21

15. Yao Yangping, Song ErBo. Intelligent compaction methods and quality control. Smart Construction and Sustainable Cities.2023; 1. https://doi.org/10.1007/s44268-023-00004-4

16. Aodah Haider, Chandra Satish. Intelligent Compaction Technology.2018;

17. Chen Chengyong, Chang Fagang, Li Li, Dou Wenqiang, Xu Changjing. Optimization of intelligent compaction based on finite element simulation and nonlinear multiple regression. Electronic Research Archive. 2023; 31. 2775-2792. https://doi.org/10.3934/era.2023140

18. Xu Tianyu, Zhou Zhijun, Yan Ruipeng, Zhang Zhipeng, Zhu Linxuan, Chen Chaoran, Fu Xu, Liu Tong. Real-Time Monitoring Method for Layered Compaction Quality of Loess Subgrade Based on Hydraulic Compactor Reinforcement. Sensors. 2020;20. 4288. https://doi.org/10.3390/s20154288

19. Zhang Zhipeng, Zhou Zhijun, Guo Tao, Xu Tianyu, Zhu Linxuan, Fu Xu, Chen Chaoran, Liu Tong. A measuring method for layered compactness of loess subgrade based on hydraulic compaction. Measurement Science and Technology. 2021; 32. https://doi.org/10.1088/1361-6501/abd7ab

20. Hou Ziyi, Dang Xiao, Yuan Yezhen, Tian Bo, Li Sili. Research on Intelligent Compaction Technology of Subgrade Based on Regression Analysis. Advances in Materials Science and Engineering. 2021. 1-9. https://doi.org/10.1155/2021/4100896

21. Мусияко Д.В., Расулов Р.А. Самоходная вибрационная плита с вальцем // Вестник Тихоокеанского государственного университета. 2016. № 4(43):73–80.

22. Anderegg Roland Automatische Verdichtungskontrolle: eine Anwendung der nichtlinearen Schwingungstheorie. 2018;

23. Афанасьев М.А., Тюремнов И.С. Статистический анализ технических характеристик самоходных нереверсивных виброплит с различными типами двигателей // Вестник СибАДИ. 2024; 21(4): 488–501. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2024-21-4-488-501. EDN: BRYOWT.

24. Афанасьев М.А., Тюремнов И.С. Статистический анализ технических характеристик самоходных реверсивных виброплит с различными типами двигателей // Вестник СибАДИ. 2024; 21(6): 814–825. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2024-21-6-814-825. EDN: RBLXHW.

25. Тюремнов И.С. Анализ технических характеристик различных типов ударно-вибрационных грунтоуплотняющих машин // Вестник СибАДИ. 2023. Т. 20, № 6(94):706–716. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2023-20-6-706-716. EDN IGOKXE.

26. Тюремнов И.С. О разработке методологии прогнозирования технологических возможностей ударно-вибрационных грунтоуплотняющих машин // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2024. № 9:689–692. https://doi.org/10.24412/2071-6168-2024-9-689-690