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

давления. Затем определяется общая и наибольшая осад­ ка последовательным суммированием осадок отдельных участ­

Сплошными линиями показана эпюра осадок при постоянном коэффициенте фильтрации (от поверхности до подстилающего основания). Штриховыми линиями показана эпюра осадок, со­ ответствующая увеличенному коэффициенту фильтрации в верх­ нем поверхностном слое (0—4 см). Принято, что на участке / коэффициент фильтрации имеет большое значение (порядка 2— 20 см/сек), а осадка остальных участков рассчитана при значи­ тельно меньших коэффициентах фильтрации (0,01—0,0001 см/сек). Ранее указывалось, что в поверхностном слое толщиной 0—4 см коэффициент фильтрации всегда имеет большую величину. Это следует учитывать при расчете осадки лобовых участков гусе­ ниц на иеосушенных болотах влажностью более 90% . Таким образом, имея три уравнения, характеризующих осадку гусе­ ниц при простейших случаях нагружения, можно определить глу­ бину погружения гусениц в торфяной грунт при любой форме эпюры нормальных давлений.

§5.5. Взаимосвязь периода взаимодействия гусениц

сгрунтом и вида эпюр нормальных давлений с основными

показателями свойств торфа

Напряжение в скелете грунта и глубина осадки гусениц оп­ ределяются по формулам (4.11) — (4.13), в которых основные показатели свойств и состояния торфа (коэффициент пористости е и коэффициент уплотнения а) принимаются постоянными. Ука­ занные коэффициенты в механике грунтов определяются по кри­ вым сжимаемости. Последние (рис. 5.10), как и формулы для их построения, получают на основе опытов, проводимых с помощью приборов, в которых образцы грунта подвергаются действию постоянной нагрузки различной величины в течение такого пе­ риода времени, при котором напряжения .в любой точке скелета грунта равны внешней нагрузке. Обычно такой период времени длится несколько суток. Равенство внешней нагрузки, действую­ щей на поверхность грунтового образца, напряжениям в любой точке скелета грунта позволяет строить зависимость коэффици­ ента пористости от внешнего давления р:

Однако при движении гусеничных машин период взаимодей­ ствия гусениц с грунтом, как указывалось, обычно не превы­ шает 1—100 сек. За такой короткий промежуток времени внеш­ нее давление на грунт, действующее со стороны гусениц, не успе-

179

вает передаться целиком только на скелет: оно воспринимается и поровой водой. Поэтому, как следует .из формул (4.11) — (4.13), эффективные напряжения в скелете грунта во всех точках (кро­ ме точек контакта с гусеницами) не равны внешнему давлению, а составляют лишь некоторую его часть, возрастающую во вре­

коэффициента пористости во времени при действии постоянной внешней нагрузки.

Рис. 5.11. Соответствие между кривыми сжатия и кривой сжимаемости.

Между кривыми сжимаемости и сжатия существует вполне

180

кривых сжатия и кривой сжимаемости следует, что при переносе любой ординаты е( кривой сжатия на кривую сжимаемости мож­ но получить на оси абсцисс графика кривой сжимаемости неко­ торое эффективное напряжение о э к , называемое эквивалентным напряжением.

Это напряжение равно тому внешнему давлению, действие которого в течение длительного времени на грунт обеспечивает

о-эк

опытным путем получить кривые сжатия торфов под различными

эпюры эффективных напряжений o-( Z i f ) . Из эпюр эффективных напряжений, показанных на рис. 4.1 и 4.2, следует, что при pi =

= р 0 и pu—qt площадь эпюры будет наибольшая при tK=T = ——с, v

т. е. в конце периода взаимодействия гусениц с грунтом, когда

На рис. 5.12 показаны активные зоны при различных перио­ дах взаимодействия гусениц с грунтом. Из сравнения эпюр на­ пряжений (рис. 4.1—4.3) видно также, что глубина активной зоны зависит от характера эпюр внешних давлений. На основе численного анализа формул для определения напряжений был получен график зависимости глубины активной зоны Я а к т от периода Т взаимодействия гусениц с грунтом при различных по­ ложениях центра давления. График показан на рис. 5.12, б. Кри­

181

где k — масштаб эпюры напряжений.

Рис. 5.12. Глубина активной зоны \(а) и зависимость ее от периода взаи­ модействия гусениц .(б).

Рис. 5.13. Определение эквивалентного напряжения и коэффициента пористости по эквивалентному напряжению:

/— кривая сжимаемости осокового торфа {.Я =35%); 2 — кривая сжимаемости

осоково-тростннкового торфа со степенью разложения 40%.

182