Файл: Воронин, В. А. Теоретические основы процесса деформации переувлажненных почв гусеницами уборочных машин.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.11.2024
Просмотров: 31
Скачиваний: 0
|
|
|
d M = c ( M 0-M)dS |
|
, |
|
|
(76) |
||||
где |
D - коэффициент пропорциональности. |
|
|
|
||||||||
|
Уравнение (76) с учетом зависимостей (74) и (75) молено |
|||||||||||
представить в виде: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
dР*г — с (Р«р0“ Р«у) d S |
|
|
|
|
|||||
|
После интегрирования этого уравнения |
имеем' |
|
|
||||||||
|
|
|
|
P t o - K c e - ' 5 , |
|
|
|
|
||||
где |
К с - постоянная интегрирования. |
|
|
|
|
|
||||||
|
Значение |
К с |
определяется из |
граничного условия |
|
|||||||
при |
s = о, |
Рт |
= 0, тогда |
К с |
= Р*г0 , PT=Pf0(*~e~C )• |
|||||||
Разделив |
обе части уравнения на F |
, получаем |
|
|
||||||||
|
|
|
f |
= T . U - |
e ' c S ) |
|
|
|
|
(77) |
||
Дея определения значения коэффициента |
G продифференцируем |
|||||||||||
уравнение |
(77) по переменной |
S ^ |
|
|
|
c g |
|
|
||||
При |
S = о |
е . & А . |
ds |
|
|
|
|
|
||||
Из графика на рисунке 28 следует, |
что |
if |
i |
| |
|
|||||||
|
_ |
|
|
|
|
|
|
|
dS |
Те |
So * |
|
где So величина деформации сдвига, |
при которой касательная |
|||||||||||
в точке |
S = 0 к кривой |
Т s |
S) |
пересекается |
с линией |
|||||||
«T-to |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончательно имеем |
|
|
|
- |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Т » |
То (4 - |
е"Т о ) |
|
|
(78) |
|||
|
При выводе уравнения (78) не учитывалось, что в процессе |
|||||||||||
сдвига вместе |
с увеличением, числа |
точек контакта М |
одновре |
|||||||||
менный происходит и их уменьшение в результате нарушения имевшихся связей. В § I главы П показано, что при взаимодейст вии гусениц уборочных машин с переувлажненной почвой практи чески не происходит изменения пористости почвы, и последняя с высокой вероятностью может рассматриваться как среда с неиз менной структурой. Дея такой среды нет достаточных ‘оснований ожидать наличия исчезающих точек контакта, что и было принято
Ф
при выводе уравнения (78). Справедливость этого утверждения подтвервдается в работе /6/, а также результатами эксперимен
тальных данных, |
полученных при участии авторов и приведенных |
'на рисунке 28. |
|
Из уравнения (52) следует, что при установившемся одвиге |
|
|
Т. = 6tjV , |
или |
* fск ^ » |
где ft K * tcj'P - коэффициент трения скольжения;
N
^ = -^-=6- удельное давление в плоскости одвига Тогда уравнение (78) может Сеть представлено в виде:
т =fe«4(* -*"*•) |
(78) |
§ 3. Влияние на деформацию сдвига характеристик почвы
В § 5 главы Ш рассмотрено влияние некоторых факторов на сцепление и угол внутреннего трения в рамках терпя предельного равновесия среды. Приведенные зависимости качественно справед ливы и для деформации сдвига.
Вместе- с тем следует несколько подробнее остановиться на коэффициенте трения скольжения fск .
Величина коэффициента внутреннего трения почвы зависит от большого количества факторов, определяющих ее физическое состоя ние: гранулометрического состава, влажности, содержания органи ческих веществ и др. При этом, как уже отмечалось ранее, прояв ление влияния каждого из этих факторов на величину коэффициента внутреннего трения является случайным процессом. По своей физи
ческой природе рассеивание значений fete |
подчиняется нормаль |
ному закон;/ распределения. |
|
v * Существенное влияние на величину коэффициента внутреннего трен^: по'чэы^оказывает ее влажность. Уменьшение значения fCK при увеличении влажности (в зоне влажности, близкой к полной влаго емкоети) объясняется пластифицирующим действием окружающих мине ральные частицы глин сольватных оболочек, о чем было сказано Н.Н.Масловым еще в начале 40 годов /15/. Характер протекания за висимости fск “ ( W ) показан на рисунке 27.
. Зависимость коэффициента внутреннего трения от грануломет рического состава почвы может быть представлена уравнением,пред ложенным Д.М.Беличенко /4/.
|
|
} |
« |
= |
, |
где |
f m a x - |
максимальный коэффициент внутреннего трения водо-' |
|||
|
|
|
насыщенного крупного песка, равный 0,76; |
||
|
Si |
- удельная поверхность смеси из крупного ческа и |
|||
|
|
• |
глинистых частиц; |
|
|
|
S m r u - максимальная удельная поверхность грунта, равная |
||||
|
^ ' |
|
удельной поверхности глинистых частиц (фракции |
||
|
|
|
<0,005 мм); |
|
|
.. |
И |
- |
постоянная величина, |
определяемая эксперименталь- |
|
|
t |
|
яым цутем. |
|
|
78
Величина коэффициента внутреннего трения изменяется в функции нормального давления. Проявление этой функциональной зависимостг объясняется наличием зил молекулярного притяже- . яия, которые приобретают тем большее значением в развитии сил трения, чем меньше нормальное давление. Математическое выражение этой зависимости предложено Турецким Р.Л. /24/:
|
I _ |
Ct |
где Cj t |
U |
ct-«v“ ' |
- коэффициенты, |
характеризующие состояние трущихся |
|
|
поверхностей |
и состояние почвы; |
-удельное давление на почву.
§4, Влияние на усилие сдвига скорости деформации
Деформация сдвига почв повышенной влажности имеет сущест венные отличия по своей природе от так называемого кулоновс кого трения. Если последнее возникает из чисто механического движения макроскопических твердых частиц, то первое обусловлено вынужденной молекулярной диффузией. Поэтому, чем выше дисперс ность механических элементов почвы и больше ее влажность, тем вероятнее -проявление е процессе сдвига вязкого сопротивления.
С достаточной точностью зависимость усилия сдвига от скорости деформации описывается уравнением, предложенным Е.Н.Азямовой /I/,
|
|
% = fnr* ♦ f* v , |
|
где |
Y |
- скорость деформации; |
|
|
frt |
- коэффициент, учитывающий скорость распространения |
|
|
|
напряжений в почве, скорость релаксации, проч |
|
|
|
ность почвы. |
|
|
С учетом скорости деформации уравнение |
(79) принимает |
|
вид |
|
& |
|
|
|
• |
(80) |
|
Строго говоря, и £ изменяется в функции скорости относи |
||
тельного смещения трущихся |
поверхностей, уменьшаясь с возрас |
|||
танием последней. Вместе с |
тем уравнение |
(80) |
достаточно |
|
удовлетворительно описывает |
зависимость Т |
- |
¥ |
( V ), так |
|
|
|
|
79 |
как коэффициент JA |
учитывает обе основные тенденции этой свя |
|
зи. уменьшение |
|
и возрастание вязкого сопротивления среды |
-рв' увеличении |
скорости сдвига. |
|
80
ЛИ Т Е Р А Т У Р А
1.Азимова П.Н. Исследование динамики деформации почвы* Труды ЩИИМЭСХ, т.1, Минск, 1963.
2.Бабков В.Ф., Гербурт-Гейбович А.В. Основы грунтоведения
имеханики грунтов, М., 1964.
3.Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и пол зучести. М., 1968.
4.Беличенко Д.М. Зависимость коэффициентов внутреннего трения
ибокового давления от гранулометрического состава и влаж ности грунта. Труды ДОРНШ, вып.Ш, 1941.
5.Бронштейн И.Н,, Семендяев К.А. Справочник по математике. М., 1964.
6.Васильев А.В. Докучаева Е.Н., Уткин-Любовцев О.Л. Влияние конструктивных параметров гусеничного трактора на его тягово-сцепные свойства. М., 1969.
7.Воронин В.А., Буракова С.А. Влияние фильтрационной способ ности почв Дальнего Востока на процесс их деформации гусе ницами уборочных машин. Вопросы проходимости машин. Меж вузовский сборник научных работ,, вып.1, Хабаровск, 1972.
8.Воронин В.А., Буракова С.А., Евтихиев Ю.А. Закономерности деформации переувлажненных почв гусеницами уборочных машин. "Механизация и элекрифккация социалистического сельского хозяйства", № 7, 1967.
9.Вялов С.С. Предельное равновесие слабых грунтов, подстилае мых жестким основанием. Известия АН СССР, отделение техни ческих наук, № 6, 1951.
Ю. Генки Г.О. G некоторых статически определимых случаях равновесия в пластических телах. "Теория пластичности", сб. М., И.Л., 1948.
II.Гудьер Дж.Н., Ходж Ф.Г. Упругость и пластичность. М., I960.
81, •