Повышение эксплуатационно-экологической эффективности лесных машин в межсезонные периоды

• Автор: Ратькова, Елена Игоревна
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Петрозаводск
• Количество страниц: 139 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ЛЕСНЫХ МАШИН НА ЛЕСНЫЕ ПОЧВО-ГРУНТЫ
1.1 Анализ геологических условий Карелии
1.2 Анализ гидрогеологических условий Карелии
1.3 Анализ климатических условий Карелии
1.4 Анализ работ по исследованию воздействия техники на лесные почво-грунты
1.5 Основные выводы по главе
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЦИКЛОВ «ЗАМОРАЖИВАНИЕ-ОТТАИВАНИЕ» НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕСНЫХ ПОЧВО-ГРУНТОВ
2.1 Постановка задачи
2.2 Методика исследования
2.3 Результаты испытаний
2.4 Выводы по главе
3 МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ДЕСТРУКТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ЛЕСНЫХ МАШИН НА ЛЕСНЫЕ ПОЧВО-ГРУНТЫ С УЧЕТОМ НАЛИЧИЯ НЕРАЗРУШЕННОЙ ЛЕСНОЙ ПОДСТИЖИ
3.1 Постановка проблемы
3.2 Предлагаемая модель и методика оценки глубины колеи
3.3 Проверка адекватности предлагаемой модели и методики
3.6 Выводы по главе
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНИМОСТИ МОДЕЛЕЙ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДВИЖИТЕЛЕЙ ЛЕСНЫХ МАШИН С ПОЧВО-ГРУНТАМИ В МЕЖСЕЗОННЫЕ ПЕРИОДЫ
4.1 Постановка задачи
4.2 Регрессионная модель глубины колеи
4.3 Оценка применимости моделей
4.4 Выводы по главе
5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛЕСНЫХ МАШИН В МЕЖСЕЗОННЫЕ ПЕРИОДЫ
5.1 Влияние лесной подстилки на образование начальной колеи
5.2 Учет реологических свойств почво-грунта
5.3 Применение двухпараметрической модели оценки глубины
колеи

5.4 Эффект от оснащения колес форвард ера гусеницами и от применения хворостяной подушки
5.5 Рекомендации по повышению эксплуатационно-экологической эффективности лесных машин в межсезонные периоды
5.6 Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
На территории Северо-Западного федерального округа преобладают почво-грунты, деформационные свойства и низкая несущая способность которых снижают эффективность использования современной лесозаготовительной техники. Ограничения на применение лесозаготовительных машин определяются условиями колееобразования, величиной давления движителя на поверхность движения, деформационными и прочностными свойствами почво-грунтов. На таких грунтах снижаются скорость движения и проходимость лесных машин, увеличиваются их колебания, нарушаются экологические нормы применения машин.
Промерзание лесных почво-грунтов в зимний период на достаточную глубину снимает ограничения на применение лесозаготовительных машин. Однако, и в зимний период оттепели часто вносят неопределенность в оперативное планирование лесозаготовок. Зимой снег разрушается и лесная машина движется по слою частично промерзшего почво-грунта. В межсезонные (весна, осень) периоды года по причине более интенсивного колееобразования объективно формируются ограничения на количество проходов лесозаготовительной техники, что усложняет разработку лесосеки. В это время работы по заготовке древесины с использованием машин часто прекращаются.
В этой связи актуальной задачей представляется рассмотрение многоплановой проблемы технологически возможной, экономически и экологически целесообразной интенсификации использования путей транспорта леса и дорогостоящей лесозаготовительной техники в межсезонные периоды с учетом требований рационального природопользования. В определенной мере изучение дополнительных возможностей эксплуатации транспортных путей в межсезонные периоды позволило бы откорректировать существующие модели планирования

обсуждение появляющихся в этой связи вопросов представлено в книгах [54; 97], в статьях [16; 86], и в других работах. Авторы отмечают, что некоторые из упрощенных моделей и методов недостаточно обоснованы с физической точки зрения, имеют эмпирический характер, область их применения остается неясной. Другие методики, напротив, чрезвычайно сложны для применения в инженерной практике. В их основу положены модели с большим числом расчетных параметров, определение которых представляется не всегда возможным, а численная реализация некоторых методик выполняется по громоздким алгоритмам [64].
Оценкой взаимодействия гусеничных движителей с лесными почвами занимался В.Н. Лобанов [62; 63]. В этих работах напряжения в массиве грунта предлагается определять с учетом изменения плотности массива, его объемной деформации и скорости частиц с использованием элементов волновой теории деформации согласно принципам, описанным Г.М. Ляховым. При определении деформации грунта учитывались как вертикальные, так и горизонтальные перемещения твердых частиц, которые описывались шестью уравнениями в переменных Эйлера.
Вопросы деформаций лесных почво-грунтов под воздействием колесных и гусеничных движителей изучались в Белорусском государственном университете [116; 117]. В работе [116] A.C.
Федоренчика, С.С. Макаревича, П.А. Протаса дано математическое описание процесса деформации грунтов на технологических элементах лесосеки и представлены экспериментальные данные по воздействию лесозаготовительных машин на лесные почво-грунты, получены зависимости упругих параметров хворостяной подушки в зависимости от параметров и свойств слагающих подушку элементов. Слоистая структура рассматривалась как вязкоупругое полупространство. Принималось, что нагрузка от колеса или гусеницы лесной машины приложена осесимметрично.