Обоснование параметров и режимов работы оборудования для уплотнения грунтов в стеснённых условиях

• Автор: Саляев, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Балашиха
• Количество страниц: 168 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АНАЛИЗ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ В ОБЛАСТИ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ, РЕКОНСТРУКЦИИ И ВОССТАНОВЛЕНИИ ОБЪЕКТОВ ИНФРАСТРУКТУРЫ
1.1. Анализ объёмов земляных работ при строительстве и восстановлении объектов инфраструктуры

1.2. Обзор конструкций навесного сменного грунтоуплотняющего оборудования

1.3. Анализ результатов исследований в области уплотнения грунтов землеройной и дорожно-строительной техникой
1.4. Требования, предъявляемые к навесному оборудованию экскаваторов при организации уплотнения грунтов обратных засыпок

1.5. Постановка цели и задач исследования

Выводы по главе

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ НАВЕСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА ПРОЦЕСС УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВ ОБРАТНЫХ ЗАСЫПОК
2.1. Программа и общая методика исследования
2.2. Построение математической модели уплотнения грунтов
2.3. Физико-математическая модель процесса уплотнения комковатого грунта пневмошинами
2.4. Обоснование параметров и рациональных технических решений навесного грунтоуплотняющего оборудования
Выводы по главе
Глава 3. МЕТОДИКА, ПЛАН И ПРОГРАММА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Цель, задачи лабораторных испытаний
3.2. Описание экспериментальной установки и контрольно-измерительного оборудования..
3.3. Исходные данные для проведения экспериментальных исследований
3.4. Методика проведения экспериментов
3.5 План проведения многофакторного эксперимента
3.6 Определение количества повторных экспериментов
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ ГРУНТОУПЛОТНЯЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
4.1. Результаты экспериментальных исследований определения коэффициента уплотнения грунта в зависимости от количества проходов, глубины уплотнения и ширины пневмошины

4.2. Результаты экспериментальных исследований определения эксплуатационной производительности пневмошин
4.3. Результаты экспериментальных исследований определения коэффициента уплотнения грунта в зависимости от скорости уплотнения

Выводы по главе
Глава 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
5.1. Инженерная методика выбора параметров навесного сменного пневмошинного оборудования и режимов уплотнения грунта
5.2. Технико-экономическая эффективность внедрения навесного грунтоуплотняющего оборудования
5.3. Технология применения навесного грунтоуплотняющего оборудования при восстановлении объектов инфраструктуры
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 ПАТЕНТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПРИЛОЖЕНИЕ 6 АКТЫ О ВНЕДРЕНИИ И РЕАЛИЗАЦИИ НАУЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ.
Значительное количество земляных работ, проводимых в строительстве, связано с уплотнением грунта в обратных засыпках. Большой объём грунта подлежит уплотнению в пазухах фундаментов, при обратной засыпке траншей под трубопроводы, коллекторы, различного рода коммуникации. Зачастую эти работы производятся в стеснённых труднодоступных местах, поэтому и в большинстве случаев используются малопроизводительные ручные уплотнительные машины. [78, 22]
Учитывая сложную экономическую ситуацию в стране (ввиду обострения международных политических связей РФ), предлагаемые решения, направленные на оптимизацию процесса уплотнения грунта, способствуют успешному решению стратегических задач государства: своевременному окончанию работ на
специальных объектах (космодром «Восточный») и амбициозно-экономических проектах (газопровод «Сила Сибири», «Алтай»); импортозамещение; обновление основных фондов предприятий строительной и дорожной отрасли; сокращение расходов при одновременном увеличении производительности и качества производства работ.
В процессе уплотнения грунта свойства среды постоянно изменяются, что требует выбора рациональных режимов работы навесного уплотняющего оборудования и своевременной смены его типа в зависимости от места применения. Основное правило уплотнения - это постепенное повышение контактных давлений, которые не должны превышать предела прочности грунта. При несоблюдении этого условия происходит разрушение структуры грунта, что вызывает формирование призмы волочения, неравномерную плотность по глубине и появление волнистой поверхности. Это приводит к дополнительным работам и затратам времени. Результаты наших теоретических и экспериментальных исследований позволяют разработать практические рекомендации и технические предложения по выбору конструктивных и

деформации уплотняемого грунта. Эти формулы просты и удобны для практических расчётов, но не отражают влияние времени воздействия рабочего органа, являющимся одним из главных параметров машин.
Б.А. Белостоцкий [20] рассматривал работу машин по уплотнению грунтов в конечной стадии уплотнения, когда при достаточно большом числе циклов нагружений грунт в процессе деформации приобретает упругие свойства, которые изменяются прямо пропорционально величине ударной нагрузки. Согласно данным положениям максимальное значение контактных напряжений определяется по формуле:
сг0 = тг

(1.6)
q(iщ + mnp)S0 ’
где к — коэффициент, учитывающий скорость упругого сжатия грунта; тпр - присоединённая масса грунта, кг.
Зависимость (1.6) учитывает инерционные и упругие свойства уплотняемого материала за счёт параметров к и тпр. Однако расчёт по формуле Б.А. Белостоцкого затруднён, так как требует предварительного определения присоединённой массы грунта, значение которой зависит не только от параметров машины, но и от фунтовых условий. При этом автор не приводит каких-либо рекомендаций по способу определения присоединённой массы грунта и коэффициента, учитывающего скорость его упругого сжатия.
Исследования в этом направлении проводились также Б.И. Дидухом, М.П. Зубановым, С.А. Осмаковым, O.A. Савиновым, Н.Я. Хархутой и др. [32, 69, 79, 101, 103]. При этом результаты анализа показали, что характер колебаний виброплиты зависит от отношения вынуждающей силы к силе тяжести устройства уплотнения и физико-механических свойств уплотняемого грунта. Поэтому растут как контактные, так и развивающиеся в материале напряжения. Все это по мере увеличения указанного отношения влияет на повышение эффективности уплотнения. Однако для уплотнения грунтов обратных засыпок в стеснённых условиях эти факторы не основные.