CC BY
20
^ В.В. Ленченко, Е.А. Меньшина, С.Е. Меньшин, 2000
УАК 622.243.2
В.В. Ленченко, Е.А. Меньшенина, С.Е. Меньшенин
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕЛОВАНИЯ ВЗАИМОАЕЙСТВИЯ ГОЛОВНОГО СНАРЯЛА С ГРУНТОМ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ ПРОКОЛЕ
Для исследований процесса взаимодействия головного снаряда с грунтом изготовлена модельная установка, позволяющая произвести внедрение носовой части в грунт с периодическими замерами усилий и глубины внедрения в процессе заглубления наконечника в грунт вплоть до потери устойчивости става.
Установка состоит из рамы с направляющими, которые служат для задания направления движения внедряемого наконечника и става; ходового винта, обеспечивающего необходимое усилие внедрения; силового гидроцилиндра с манометром, установленным в поршневой полости; сменных наконечников с различными геометрическими параметрами; секций става с возможностью их наращивания; кронштейнов для фиксации установки в рабочем положении; стрелки для фиксации потери устойчивости става в процессе его внедрения.
Замер усилия внедрения производится манометром, установленным в заполненной рабочей жидкостью и запертой поршневой полости. Давление преобразуется с учетом величины сечения рабочей
полости цилиндра.
Внедрение проводилось после снятия плодородного слоя почвы, в суглинки, физико-механические характеристики которых определены на основании отчетов гидрогеологоразведочных данных проектной конторы ОАО «Ростовуголь». При внедрении наблюдается потеря устойчивости става под действием прилагаемой осевой нагрузки в виде его изгиба с кручением, что приводит к подработке стенок скважины и ее уширению. Прогрессирующее кручение става фиксируется перемещением стрелки, с отметкой ее положения в начале внедрения и при максимальном заглублении наконечника, когда осевое усилие затрачивается на изгиб и кручение става, практически без его дальнейшего продвижения.
Результатом проведенных исследований было определение зависимостей осевого усилия от длины проходки скважины и объема уплотненного и вытесненного при этом грунта с учетом его физи-
ко-механических характеристик и геометрических параметров наконечников.
Объем уплотненного и вытесненного грунта при внедрении наконечника определялся как разность объема, занимаемого прямым цилиндром, ось которого параллельна оси движения наконечника, верхнее основание представляет собой сечение внедряемого наконечника или става плоскостью, лежащей на поверхности грунта, а нижнее параллельно верхнему и ему принадлежит вершина внедренного в грунт наконечника, и объема внедренного в грунт наконечника и става.
При проведении эксперимен-ных исследований было принято допущение об однородности ходимого наконечником грунта.
Согласно полученным графикам зависимости осевого усилия Рос, необходимого для внедрения става в грунт, от длины проходки Ь (рис. 1) для наконечников длиной 82 и 168 мм соответственно можно сделать следующие выводы:
• часть графика от нулевого значения до 10 мм проходки, характеризуется незначительным ростом усилия при внедрении острия са в грунт - этап становления нагрузочной диаграммы и формирования ядра уплотнения в области контакта острия с грунтом;
• вторая часть графика - установившаяся диаграмма, зависит от объема уплотненного и вытесненного грунта;
• первая и вторая части графиков соответствуют удвоенной длине внедряемого наконечника;
• третья часть графика не зависит от формы и длины наконечника и ее наклон к оси суммарного объема вытесненного грунта зависит от площади основания внедряемого конуса и силы трения при дальнейшем внедрении, для снижения которой необходимо при проходке скважин использовать головную часть снаряда диаметром несколько больше, чем став.
Незначительный рост осевого усилия в первой части графика объясняется тем, что при начальном внедрении наконечника грунт в значительной степени вытесняется из скважины, не уплотняясь.
Рис. 1.Экспериментальные зависимости Рос = Г(Ь) при различной длине наконечника
Рис. 2. Аппроксимационная зависимость = ДФк)
Форма наконечника не оказывает значительного воздействия на осевое усилие после внедрения наконечника на глубину, превышающую его удвоенную высоту, а указанное усилие пропорционально диаметру основания наконечника. Очевидно, что форма наконечника будет влиять только на управляемость головным снарядом при проходке скважины.
Экспериментально выведена ап-проксимационная зависимость отношения осевого усилия к объему вытесняемого и уплотняемого грунта от угла при вершине испытываемых наконечников
(рис. 2). Эта зависимость определена по сериям опытов с наконечниками различных геометрических параметров. Число опытов в серии не менее 8, определено известными методами планирования эксперимента.
Аппроксимационная зависимость описывается следующим соотношением:
Жк = 0,101 -2,954-ак + 2,272-10-5 -а£ + + 2,315-10-7 - а3 - 4,315-10-9 -а£ +
+1,718-10-11 -а5к,
где - отношение осевого усилия к объему вытесненного грунта; ак -угол при вершине наконечника.
Использование полученных зависимостей позволяет с достаточной точностью определить значение осевого усилия исходя из геометрических параметров наконечников.
/
Ленченко В.В., Менынетиш Е.А., Менышчшн С.Е. Шаминский инсіиіуі Новочеркасскою государственною техническою университета.
Файл: ЛЕНЧЕН~1
Каталог: G:\C диска по работе в универе\01ЛВ_20\01ЛВ4_00\ВСЕ
Шаблон: С:\и5еге\Таня\АррВа1а\Коат1^\М1сго50й\ШаблоныШогта1.
Заголовок: Ethan Frome
Содержание:
Автор: Гитис Л.Х.
Ключевые слова: Ethan
Заметки:
Дата создания: 17.04.2000 12:07:00
Число сохранений: 5
Дата сохранения: 04.12.2008 15:50:00
Сохранил: Таня
Полное время правки: 37 мин.
Дата печати: 04.12.2008 16:35:00
При последней печати
страниц: 2
слов: 772 (прибл.)
знаков: 4 402 (прибл.)
