Введение. Процесс образования скважин в мерзлых грунтах является одним из сложных процессов производства земляных работ. Буровой инструмент новой геометрической формы образует скважину хрупким разрушением породы. Целью проведенных экспериментальных исследований являлось определить влияние на энергоемкость процесса бурения и на коэффициент диаметра скважины угла поворота радиуса винтовой лопасти, при котором происходит его приращение на разрушающей части и угла наклона образующей верхней поверхности винтовой лопасти к оси вращения.

Материалы и методы. В статье описана методика проведения лабораторных экспериментов изучения процесса взаимодействия бурового инструмента новой геометрической формы с мерзлыми грунтами. Определены диапазоны значений исследуемых факторов.  Построена матрица полного факторного эксперимента.

Результаты. В результате лабораторных экспериментов было определено влияние геометрических параметров бурового инструмента на энергоемкость процесса бурения и на коэффициент диаметра скважины. Установлены зависимости крутящего момента и коэффициент диаметра скважины от угла поворота радиуса винтовой лопасти, при котором происходит его приращение на разрушающей части угла наклона образующей верхней поверхности винтовой лопасти к оси вращения и угла подъема средней винтовой линии винтовой лопасти.

Заключение. Установлено, что буровой инструмент осуществляет образование скважины за счет ее хрупкого разрушения, что позволяет достигать более эффективного бурения. А также определены зависимости рациональных значений исследуемых геометрических параметров бурового инструмента новой геометрической формы.

Введение. Для механизации уплотнения грунтов в дорожном строительстве наибольшее распространение получили ударно-вибрационные машины, осуществляющие уплотнение с периодическим отрывом рабочего органа от грунта: самоходные нереверсивные и реверсивные виброплиты, вибротрамбовки, навесные экскаваторные виброплиты, траншейные вибрационные катки и грунтовые вибрационные катки. Для оценки возможности разработки математической модели уплотнения грунта, объединяющей сразу несколько типов ударно-вибрационных машин, необходимо проведение анализа основных технических характеристик ударно-вибрационных машин различных типов.

Материалы и методы. Для анализа использовались технические характеристики различных типов ударно-вибрационных машин: 342 модели нереверсивных самоходных виброплит; 312 моделей реверсивных самоходных виброплит; 311 моделей вибрационных грунтовых катков; 63 модели навесных виброплит для экскаваторов; 24 модели вибротрамбовок и 21 модель траншейных вибрационных катков. В качестве основного параметра была принята масса машины (для виброплит различных типов) или масса, приходящаяся на уплотняющий модуль (для вибрационных катков различных типов).

Результаты. Получены графические зависимости, показывающие, что для данных типов ударно-вибрационных машин вынуждающая сила, относительная вынуждающая сила и частота колебаний располагаются на взаимно сопрягающихся и продолжающихся участках кривых, укладывающихся в общую закономерность: с увеличением массы машины, увеличивается вынуждающее усилие, но уменьшается относительное вынуждающее усилие и частота колебаний. Вибротрамбовки выбиваются из этой общей закономерности, поскольку при сопоставимой массе имеют существенно меньшую частоту колебаний (9…12 Гц) и высокую амплитуду (50…75 мм). Также из общей закономерности выделяются навесные экскаваторные виброплиты, имеющие меньший диапазон частот колебаний для машин аналогичной массы, к тому же осуществляющих уплотнение грунта позиционно, а не в процессе движения с определенной скоростью, как остальные ударно-вибрационные машины.

Обсуждение и заключение. Наличие общей закономерности изменения основных технических характеристик самоходных нереверсивных и реверсивных виброплит, траншейных катков и грунтовых вибрационных катков при близкой номинальной амплитуде их колебаний даёт основания для разработки единого теоретического описания взаимодействия рабочих органов данных типов машин с уплотняемым грунтом и общей методики расчета влияния технических характеристик и режимов работы данных машин на результаты уплотнения грунта.

Введение. Обозначено влияние городского пассажирского транспорта на формирование комфортной городской среды. Определена роль и место инфраструктуры топливно-энергетического обеспечения как одной из подсистем в системе городского наземного пассажирского транспорта. Представлены результаты обзора научных работ в области проектирования инфраструктуры топливно-энергетического обеспечения. Отмечена недостаточная степень разработки методического обеспечения, формирующего интегрированное развитие подсистем городского пассажирского транспорта. Сформулирована цель исследования, определены задачи, решение которых обеспечивает её достижение.

Материалы и методы. Представлено краткое описание методики определения основных технологических параметров инфраструктуры топливно-энергетического обеспечения системы городского наземного пассажирского транспорта. Определена последовательность применения представленных расчётных формул, описана основная гипотеза, положенная в основу проводимого исследования. Дано описание ожидаемых результатов.

Результаты. В качестве промежуточных результатов проводимого исследования приведены данные и функциональные зависимости, полученные в процессе выполнения исследовательской части работы. Указанные данные обеспечивают практическую реализацию разработанной методики и позволяют провести моделирование параметров проектируемой инфраструктуры. Приведены зависимости, полученные в результате моделирования и являющиеся основой для разработки оптимизационных мероприятий.

Обсуждение. Отмечено, что логистический подход, реализуемый при разработке представленных методов, позволяет определить проектные параметры инфраструктуры топливно-энергетического обеспечения как одной из подсистем городского пассажирского транспорта, что обеспечивает согласованное развитие системы, исходя из условия достижения максимальной эффективности.

Заключение. В качестве обобщающего вывода отмечено, что практическая реализация разработанной методики в рамках комплексного системного подхода позволяет обеспечить достижение поставленной цели – повышение эффективности системы городского наземного пассажирского транспорта.

Введение. В процессе эксплуатации тяжелонагруженной дизельной техники в районах с низкотемпературным климатом моторные масла подвергаются загрязнению со стороны охлаждающей жидкости и воды. Попадание данных веществ в смазочный материал приводит к ухудшению его показателей качества, что впоследствии влечет проблемы в узлах двигателя внутреннего сгорания.

Актуальность. Ухудшение значений показателей качества моторного масла напрямую связано с наличием воды и охлаждающей жидкости в нем. Не всегда возможно объективно отследить пути утечек данных загрязнителей, а это, в свою очередь, приводит к серьезным последствиям в виде износа соприкасающихся поверхностей деталей двигателя, коррозии. Важна также и оценка ресурса пакетов присадок смазочного материала вследствие разжижения его водой и антифризом.

Материалы и методы. В данной работе приведены результаты литературного обзора, направленного на изучение путей попадания охлаждающей жидкости и воды при эксплуатации дизельных двигателей, их влияния на физико-химические свойства моторных масел. Обозначены краткие сведения о составе охлаждающей жидкости.

Выводы. Попадание воды и охлаждающей жидкости в моторное масло влечет за собой увеличение кинематической вязкости смазочного материала, а также к образованию отложений на поверхностях пар трения двигателя. Помимо этого в картере двигателя возникают шарообразные соединения, представляющие собой совокупность разрушенных пакетов присадок и гликоля. Интервалы замены масла необходимо контролировать при повышенной интенсивности поступления воды и охлаждающей жидкости в моторное масло.

Рамки исследования/возможность. Такого вида исследование поможет определить причины проникновения воды и охлаждающей жидкости в картерное пространство, понять последствия использования загрязненного водой и охлаждающей жидкостью моторного масла.

Оригинальность/ценность. Проведенное исследование может являться основой для разработки рекомендаций по совершенствованию технического обслуживания двигателей внутреннего сгорания для предприятий, имеющих в своем распоряжении автомобили с дизельными двигателями с целью увеличения ресурса силовых агрегатов и сокращения эксплуатационных затрат.

Введение. Актуальность выполненных исследований обоснована необходимостью планирования показателей работы подвижного состава в условиях изменения технологии перевозок грузов в международном сообщении при выполнении проекта приказа Министерства транспорта РФ. Обязательным элементом в технологии перевозок грузов является перецепка полуприцепа или перегрузка груза. В практике работы наблюдаются дополнительные затраты на перевозку грузов по причине значительного времени ожидания перецепки из-за отклонения времени прибытия подвижного состава, осуществляющего перевозки грузов в международном сообщении в пункт перецепки в соответствии с договором, от планового времени прибытия в пункт перецепки. На сегодняшний день отсутствует методика планирования работы подвижного состава автомобильного транспорта в международном сообщении, учитывающая современные требования к технологии перевозки грузов в части исключения времени ожидания в пункте перецепки или перегрузки груза. Целью настоящей статьи является разработка алгоритма методики планирования на основе впервые созданной авторами математической модели функционирования подвижного состава в международном сообщении с учетом современных требований к технологии перевозки грузов.

Материалы и методы. Для достижения цели исследования применяются научные основы текущего планирования работы автотранспортного предприятия. Разработка математической модели функционирования подвижного состава в международном сообщении выполнена на основе критерия – минимум затрат на перевозку с учетом продолжительности технологических операций, в том числе времени ожидания в пункте перецепки или перегрузки груза. Системность исследования заключается в том, что свойства перевозок грузов проявляются применительно к подвижному составу и зависят не только от свойств груза, но и от технологии перевозок, времени выполнения транспортного процесса, которые установлены в договоре и оказывают влияние на показатели работы подвижного состава.

Результаты. Применение методики планирования для практики функционирования подвижного состава в международном сообщении с учетом современных требований к технологии перевозки грузов выполнено на примере перевозок гидравлического вулканизационного пресса в разборном виде. Для расчёта затрат разработано программно-математическое обеспечение.

Заключение. Разработана методика планирования функционирования подвижного состава в международном сообщении с учетом современных требований к технологии перевозки грузов на основе созданной математической модели, с использованием нормативных требований к перевозке грузов в международном сообщении и перспективных теоретических исследований. Практическая реализация представлена на примере работы седельного тягача DAF XF 480 FT с полуприцепом Kogel S24-1.

Актуальность. Функционирование пассажирского автомобильного транспорта в 90-х годах прошлого столетия можно охарактеризовать как период перехода к новым методам управления. Последующая стабилизация деятельности пассажирского автомобильного транспорта произошла в большей степени за счёт нормативного регулирования. Однако важные проблемы становления отрасли, в особенности в регионах, не решены. Например, кризисная ситуация во внутрирегиональных межмуниципальных перевозках, высокая аварийность. В значительной степени такое положение вызвано отставанием современного толкования региональной пассажирской автотранспортной системы от её реального состояния, что не позволяет добиваться наибольшего эффекта в развитии пассажирского автомобильного транспорта. Цель работы состоит в повышении эффективности регулярных перевозок пассажиров на основе анализа вклада структурных частей региональных пассажирских автотранспортных систем, применения методологии оценивания их состояния, с учётом правил развития этих систем.

Материалы и методы. В работе использованы общенаучные методы анализа и синтеза, системного анализа, математической статистики, а также положения теории транспортных процессов и систем. Использованы современные общенаучные программные продукты, открытые информационные ресурсы о пассажирских автотранспортных средствах в регионах. 

Полученные результаты. Основным научным результатом статьи является введённое понятие региональной пассажирской автотранспортной системы. Для количественной оценки её состояния разработан показатель уровня самоорганизации системы, определяемый отношением количества легковых автомобилей к количеству автобусов, троллейбусов и трамваев в регионе. Значения показателей находятся в пределах от 74 до 543 при среднем значении 277. Выявлены зависимости влияния валовых региональных продуктов и количества населения в регионах на количество автобусов и легковых автомобилей в них. Практическая значимость состоит в разработке инструментария оценки состояния региональных пассажирских автотранспортных систем. Направления дальнейших исследований связаны с определением влияния структурных частей на уровень самоорганизации системы, построением на этой основе эффективных региональных стратегий развития пассажирского автомобильного транспорта.

Введение. Предпосылкой исследования проблемы стала «Стратегия пространственного развития страны на период до 2024 года», предложенная президентом РФ, основу которой составляют транспортные инфраструктуры по видам транспорта, обеспечивающие связанность поселений, требующие поэтапной модернизации, кадрового, технического и технологического обеспечения, цифровизации и интеграции в одну экосистему цифровых сервисов как по отдельным видам транспорта, так и в совокупности по типу «единого окна» государства и бизнеса при выполнении всех перевозок. Предметом исследований явилась цифровая трансформация транспортной сферы на примере автомобильно-дорожного комплекса как наиболее востребованного и восприимчивого, по нашему мнению, к цифровой экономике.

Материалы и методы. В настоящее время большое значение приобретают совместимость, координация работы и взаимодействие различных видов транспорта при выполнении мультимодальных перевозок грузов и пассажиров с использованием цифровых технологий и платформенных решений. Другими словами, должна быть создана единая цифровая платформа транспортного комплекса, являющаяся системной основой информационных взаимодействий и объединяющая все существующие и планируемые информационные и цифровые решения на основе согласованных принципов, правил и стандартов.

Результаты. Приведенный в статье неполный перечень объектов цифровой трансформации по своему большому разнообразию необходимых к использованию на транспорте систем свидетельствует о ее масштабах и адаптации для нужд транспорта уже имеющихся достижений и новых технических решений в различных областях. На текущем этапе для решения стоящих задач требуется кооперация отраслевых научных организаций с учетом основных направлений их деятельности, действующего научно-технического и кадрового потенциала, интегрированность с институтами РАН, научными, проектными организациями и промышленными предприятиями передовых высокотехнологичных и наукоемких отраслей, с международным научным сообществом.

Заключение. Предложенные в статье методы и проводимые мероприятия позволят обеспечить максимальную эффективность и единство основных принципов функционирования и развития систем обеспечения мобильности во всех регионах и городах Российской Федерации, обеспечат ускоренный переход к цифровой экономике и достижение технологического суверенитета нашей страны.

Введение. Проанализирован опыт российских компьютерных компаний в области технологий информационного моделирования (ТИМ) в строительстве. Обращено внимание на роль стандартизации и классификации строительной информации (КСИ) для кодирования элементов цифровой информационной модели (ЦИМ) на этапах организационного проектирования и календарного планирования. Отмечена специфика линейных объектов относительно уровня проработки элементов модели и их атрибутивных характеристик на разных уровнях планирования. 

Модели и методы. Обоснована необходимость индивидуального подхода к декомпозиции элементов дорожной конструкции с учетом комплекса природных и техногенных факторов. На разных стадиях проектирования организации строительства дороги календарный график представлен с разной степенью детализации в зависимости от целей проектирования и имеющейся информации об объекте. Определены параметры специализированных потоков линейного объекта, ограничения и критерий оптимальности календарного плана на стадии проектирования организации строительства (ПОС). Повышен уровень проработки элементов модели на стадии производства работ подрядной организацией (ППР). Разработанный алгоритм формирования графика комплексного потока представлен в виде блок-схемы и ЦИМ.

Результаты. Использование метода рассмотрено на примерах структурирования элементов объекта и технологических процессов на стадии ППР с учетом разных вариантов и схем организации работы специализированных потоков. Результаты проектирования представлены в виде расчетной матрицы, циклограммы и графика Ганта в программе MS Project

Обсуждение и заключение. Проработка базовой информации для модели календарного плана строительства автомобильной дороги на разных этапах проектирования представлена в интегрированной среде общих данных. Обосновано применение линейного дорожного районирования в качестве метода декомпозиции линейного объекта на стадиях САПР, ПОС и ППР. Структурными элементами проектирования на заключительной стадии (ППР) приняты линейные проектно-технологические модули (ЛПТМ) и специализированные потоки, сформированные на основе карт трудовых процессов подрядной организации.

Введение. Природные процессы, связанные с оттаиванием вечной мерзлоты, и сопутствующие им риски техногенных катастроф в последние годы неуклонно возрастают. Одновременно открывается новое пространство возможностей по развитию территорий, формированию новых маршрутов транспортировки грузов как транзитом, так и непосредственно в регионы Арктики. Возрастает количество потребителей, повышаются требования к экономической эффективности транспортной инфраструктуры и требования к материалам для ее строительства и содержания.

Материалы и методы. Водный лёд – одна из самых распространённых в северной природе субстанций, а опыт его использования в качестве строительного материала уходит вглубь веков. При этом применение водного льда до настоящего времени не имеет альтернативы при строительстве сезонных ледовых дорог и переправ, в том числе для решения задач нефтегазодобывающих компаний. Возможностям применения современных материалов, изменяющих свойства водного льда и конструктивно-технологических решений для увеличения грузоподъемности и безопасности ледовых переправ и продления сроков эксплуатации автозимников, посвящена данная статья.

Результаты. Экспериментально-теоретические исследования, испытания на полигоне, опытно-производственные испытания на ледовых переправах показали возможность значительно повысить грузоподъёмность и безопасность движения транспорта при армировании льда. Введение модификаторов водного льда совместно с его армированием существенно улучшают физико-механические свойства водного льда.

Заключение. Изложено представление авторов о возможностях значительного увеличения несущей способности ледового покрова на автозимниках, безопасности движения транспорта, продления сроков их эксплуатации при комбинированном применении специальных армирующих материалов и химических модификаторов водного льда. Раскрыты причины ограниченного применения рекомендаций, предложенных авторами.

Введение. Набранная динамика дорожного строительства, активное совершенствование отечественных дорожных конструкций и технологий, модернизация производственной базы позволяет сформировать всеобъемлющий устойчивый транспортный каркас страны, что оказывает импульс всей экономике Российской Федерации. Одним из экономически и технологически выгодных решений для этого является разработка и устройство дорожных конструкции с применением цеолита – пуццолановой добавки. Анализ российских и зарубежных источников свидетельствует о том, что пуццолановые добавки улучшают физико-механические свойства дорожно-строительных материалов. Цель работы – разработка конструкций дорожных одежд с использованием цеолита Татарско-Шатрашанского месторождения. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи: разработка дорожно-строительных материалов с применением цеолита, а именно для слоев оснований – местных минеральных материалов, обработанных портландцементом и цеолитом, для слоев покрытий – теплого асфальтобетона с применением цеолита; конструирование и расчет дорожных одежд с применением цеолита Татарско-Шатрашанского месторождения.

Материалы и методы. Экспериментальные лабораторные исследования материалов выполнены в соответствии с ГОСТ 23558, ГОСТ Р 70396, ГОСТ Р 58406.8, ГОСТ Р 58406.9, ГОСТ 9128, ГОСТ 12801. Расчет конструкций дорожных одежд осуществлен в программном комплексе Кредо Радон по допускаемому упругому прогибу, сдвигоустойчивости, сопротивлению при изгибе, статической нагрузке, морозоустойчивости, дренирующему слою для климатических условий, характерных Республике Татарстан, по ПНСТ 265, ГОСТ Р 58818.

Результаты. В результате исследований определены физико-механические показатели образцов дорожно-строительных материалов с использованием цеолита, соответствующие нормативным требованиям. Выполнено конструирование и расчет дорожных одежд с применением цеолита в программном комплексе Кредо Радон. Предложены конструктивные поперечные профили автомобильных дорог IV и V категорий с применением цеолита Татарско-Шатрашанского месторождения. Использование разработанных материалов и дорожных конструкций в настоящее время улучшит экономику, рациональное природопользование региона и в целом даст возможность повысить качество жизни в городах и населённых пунктах.

Введение. Выполнен анализ колебаний строительных конструкций и деталей механизмов. Сформулирована необходимость исследования колебательных процессов и вибрационной надежности стальных балок, предварительно напряженных вытяжкой стенки. Предмет исследования – стальные строительные конструкции. Объектом исследования является стальная биметаллическая балка, предварительно напряженная без затяжек.

Материалы и методы. В основу научного поиска приняты основы строительной механики зданий и сооружений – принцип независимости действия сил, дифференциальное уравнение изогнутой оси стержня, энергетический метод, а также методы определения напряженно-деформированного состояния предварительно напряженных стальных стержней.

Результаты. Выполнен сопоставительный анализ вибрационной надежности балок без предварительного напряжения и предварительно напряженных конструкций равной несущей способности. Интегрированием дифференциального уравнения изогнутой оси разрезного стержня определены повороты сечений опорных узлов балок, нагруженных усилиями предварительного напряжения и внешними воздействиями. На основании принципа независимости действия сил определены опорные моменты в жестких опорных узах конструкций. Разработанные методы напряженного состояния предварительно напряженных стержней положены в основу определения нормальных напряжений в сечениях исследуемых балок. Результирующие напряжения найдены путем алгебраического сложения предварительных напряжений и вызванных внешней нагрузкой. Динамические параметры несущей способности балок определены на основе работ И. М. Рабиновича и В. А. Киселева. Установлена круговая частота колебаний традиционных и предварительно напряженных балок, сформулированы аналитические выражения для определения угловой   скорости предварительно напряженных изгибаемых элементов, определены динамические прогибы и коэффициенты конструкций. Установлено, что круговая частота предварительно напряженных балок, шарнирно закрепленных в опорных узлах, по сравнению с круговой частотой обычных балок снижается в 1,4 раза и в 5,6 – в балках с жесткими опорами. Угловая скорость снижается, соответственно, в 1,4 (шарнирные опоры) и 6,8(жесткие опоры). Прогибы преднапряженных балок снижаются в 1,87и 11,9 раз. Имеет место значительное снижение напряженного состояния предварительно напряженных конструкций.

Выводы. Шарнирно закрепленная традиционная балка, нагруженная внешней и вибрационной нагрузками, в предельном состоянии находится в зоне текучести материала и не удовлетворяет требованиям первого и второго предельного состояния. Такие конструкции обладают самой низкой вибрационной надежностью. Более надежны предварительно напряженные конструкции. При жестких опорных узлах моменты усилий предварительного напряжения совпадают с опорными моментами и создают выгиб, вектор которого направлен в сторону, противоположную вектору прогиба от внешней нагрузки. В предельном состоянии суммарные прогибы оказываются меньше прогибов внешних нагрузок. Напряжения в конструкции снижаются. Поскольку моменты нагрузок и прогибы балок являются исходными параметрами для решения задач динамической прочности, можно утверждать о том, что предварительно напряженные балки с жесткими опорными узлами обладают повышенной вибрационной надежностью.