Файл: Скотников В.А. Основы теории проходимости гусеничных мелиоративных тракторов [учеб. пособие].pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 122

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

или окончательно

 

 

 

 

 

°z = k-?—,

 

(2.10)

где

. •

 

 

 

 

* =

3 Г 2 и ,

(2.11)

2"

Коэффициент зависящий от отношения координат r/z, приведен в табл. 2.2.

 

 

Т а б л . 2.2.

Коэффициент

k

 

 

г

k

г

k

 

 

г

k

Z

Z

 

 

2

 

 

 

 

 

0

0,4775

0,36

0,3521

 

1,1

0,0658

0,02

0,477

0,31

0,3408

 

 

1,2

0,0513

0,04

0,4756

0,4

0,3294

 

 

1.3

0,0402

0,06

0,4732

0,42

0,3181

 

 

1,4

0,0317

0,08

0,4699

0,44

0,3068

 

 

1,5

0,0251

0,1

0,4657

0,46

0,2955

 

 

1,6

0,02

0,12

0,4607

0,48

0,2843

 

 

1,7

0,0166

0,14

0,4548

0,5

0,2733

 

 

1,8

0,0129

0,16

,0,4482

0,55

0,2466

 

 

1,9

0,0105

0,18

0,4409

0,6

0,2214

 

 

2

0,0085

0,2

0,4329

0,65

0,1978

 

 

2,5

0,0034

0,22

0,4242

0,7

0,1762

 

 

3

0,0015

0,24

0,4151

0,75

0,1565

 

 

3,5

0,0007

0,26

0,4054

0,8

0,1386

 

'

4

0,0004

0,28

0,3954

0,85

0,1226

 

 

4,5

0,0002

0,3

0,3849

0,9

0,1083

 

 

5

0,0001

0,32

0,3742

0,95

0,0956

 

 

5,5

0,34

0,3632

1

0,0844

 

 

6

 

 

 

Полученная зависимость (2.10) для определения вертикаль­ ной составляющей oz в точке грунтового массива, как отмеча­ лось выше, — основное решение задачи распределения напря­ жений в грунтах. Она служит для расчета изменения напряже­ ний в грунтовом массиве при различных нагрузках на поверхности грунта. Например, если приложено несколько сил (рис. 2.11), то напряжение в точке М грунтового массива опре­ деляется методом суммирования, используя принцип независи­ мости действия сил

ог =

+ k 2 ^ -

+

(2.12)

59



/

is

Рис. 2.11.

Вычисление

напряжений

в точке

М

грунтового

массива при

действии

нескольких сосредоточенных

 

 

сил.

 

Распределенную нагрузку с некоторым приближением мож­ но заменить рядом сосредото­ ченных сил и напряжения Б грунтовом массиве рассчиты­ вать по формуле (2.12).

Рассмотренные выше зави­ симости применимы и для тор­ фяных грунтов. Эксперимен­ тальные исследования (П. А. Дрозд, В. П. Сельченок) пока­ зали, что торф до нагрузок, вызывающих срез его по пери­ метру штампа, можно считать как л инейн о-деф о р ми руему ю среду, а при расчетах напряже-

ний пользоваться формой Буссинеска.

§ 2.6. Зависимость между осадкой и нагрузкой

Расчетные модели грунтовых оснований. Большая сложность •механических свойств естественных грунтов оснований привела к тому, что при расчете они заменяются некоторой условной сре­ дой — м е х а н и ч е с к о й м о д е л ь ю , свойства которой хоро­ шо известны и допускают расчет методами теории упругости. Расчетные механические модели грунтов оснований в той или иной мере отображают свойства грунтов. Однако лишь в срав­ нительно редких случаях можно найти грунтовое основание, ко­ торое полностью соответствовало бы свойствам одной из имею­ щихся расчетных моделей. По большей части можно лишь кон­ статировать, что та или иная модель ближе других отражает действительные свойства природного грунтового основания.

Выбор модели грунтового основания •— важный этап проек­ тирования любой конструкции, так как от соответствия модели грунтовому основанию будет зависеть и степень достоверности расчета.

Существующие модели грунтовых оснований, а следователь­ но, существующие методы расчета осадок дают возможность определить, как правило, лишь упругие деформации и базируют­ ся на линейной зависимости между деформациями и напряже­ ниями. Опыты по вдавливанию штампов показывают, что даже при небольших нагрузках грунтам присущи как упругие, так и остаточные деформации.

Исследованиями установлено, что грунтовым основаниям

.свойственны упругие деформации общего характера (общие де­ формации), распространяющиеся за пределы нагруженной пло­ щади, и местные деформации, развивающиеся только под штампом.

.60


В зависимости от того, какие деформации учитываются мо­ делью грунтового основания, различают (Н. А. Цытович):

1)метод местных упругих деформаций;

2)метод общих упругих деформаций;

3)комбинированный метод, учитывающий общие и местные деформации.

Рассмотрим кратко каждый из методов на моделях грун­ товых оснований, наиболее распространенных в расчетной прак­ тике.

 

М е т о д м е с т

н ы х

у п р у г и х

 

д е ф о р м а ц и й

учиты­

вает лишь

местные

(непосредственно

под штампом) упругие де­

формации,

при этом

осадки принимаются

пропорциональны­

ми удельному давлению

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sn =

s 0 = — J

-

,

 

(2.13)

где

sn

— полная

осадка

штампа;

sB

восстанавливающая

(упругая + ' эластическая) осадка штампа; р — удельное

давле­

ние;

Сх

— коэффициент пропорциональности (коэффициент по­

стели).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

о

 

 

Р

о 0

 

 

р

 

Рис.

2.12. Модель основания

Вин-

Р н с 2 1 3

Однородное упругое

 

 

клера.

 

 

полупространство.

а — график вдавливания штампа; б—

 

 

исходное положение штампа и поверх­

 

 

ности

грунта; в — деформация поверх­

 

 

ности

при

нагруженпн

штампа;

г —

 

 

положение

поверхности

модели

после

 

 

 

разгрузки штампа.

 

 

 

Этот метод предполагает, что общие деформации (осадка грунта вблизи штампа) при действии нагрузок равны нулю (рис. 2.12), что не подтверждается опытами. К недостаткам этого метода следует также отнести и то, что коэффициент постели С\ зависит как от площади штампа, так и от удельного давления.

61


М е т о д

о б щ и х

у п р у г и х

 

д е ф о р м а ц и й

учитывает

лишь общие упругие деформации

(деформации грунта в

окрест­

ностях штампа). Наиболее распространены такие модели грун­

товых оснований данного

метода: упругое

полупространство и

линейно-деформируемое

полупространство.

 

 

 

 

 

По теории упругого

полупространства

(рис.

2.13)

принима­

ется, что деформации упругие и связаны линейно с напряжения­

ми, грунт

однороден,

нарушение

 

сплошности

не происходит,

остаточные деформации не учитываются.

 

 

 

 

 

 

Средняя

осадка круглого

жесткого

штампа

по

решению

К. Е. Егорова*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s n = s B =

 

± -

-

,

 

 

 

 

(2.14)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

где D — диаметр штампа,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

коэффициент постели;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

= - п § 7 Г

 

 

 

 

 

 

<2Л5>

Ев> М — модуль

и коэффициент

поперечной деформации вос­

 

станавливающейся

осадки.

 

 

 

 

 

 

 

Осадки

грунта вблизи

штампа

определяются

из

выражения

 

 

s' =

s =

—^— — —

arc sin —^—

,

 

 

(2.16)

 

 

п

D

 

2

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

где г — расстояние от центра штампа до точки, где определя­

 

ется осадка.

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П о т е о р и и

л и н е й н о-д е ф о р м и р у е м о г о

п о л у ­

п р о с т р а н с т в а

(рис. 2.14)

учитываются также и

остаточные

деформации. Расчетные формулы имеют вид:

 

 

 

 

 

 

 

s n =

sB

+

s0=

 

 

 

 

 

;

 

 

 

(2.14а)

 

 

 

 

C

=

^

V

;

 

 

 

 

 

 

(2.15a)

 

sn=s'B+s'Q

=

— —

— ^ -

arcsin — —

,

 

(2.16a)

 

 

 

 

 

2

 

С

 

 

2f

 

 

 

где E0 — модуль общей деформации грунта;

(Хо — коэффициент бокового расширения грунта.

* Формула (2.14) может быть применена для вычисления осадки штампов различной ког фигурации введением соответствующих коэффициентов.

62