2.3. Фізико-механічні властивості грунту

Робота тракторів і автомобілів на ґрунті характеризується складним процесом взаємодії ведучих органів з ґрунтом. Фізичні властивості ґрунту характеризуються такими показниками:

- структура та її гранулометричний склад ґрунту – це відсотковий склад у ґрунті твердих частин;

- питома вага – залежить від мінералогічного складу та наявності органічних речовин;

- об’ємна вага скелету – це вага твердих частин в одиниці об’єму ґрунту, який характеризує ступінь стиску ґрунту;

- водопроникність – це спроможність ґрунту фільтрувати воду;

- вологість ґрунту – це відношення ваги води в одиниці об’єму ґрунту до ваги скелета у цьому ж об’ємі і відображене у відсотках (вагова вологість);

- щільність або твердість ґрунту – це опір ґрунту деформуванню;

- відносна вологість – це відношення вагової вологості ґрунту в звичай- них умовах до вагової вологості ґрунту коли він тече.

Опір стиску і зсуву є основними механічними властивостями грунту, які впливають на тягові якості машини.

Вологість грунту визначається за залежністю

(2.11)

Таблиця 2.1

Коефіцієнти кочення f і коефіцієнти зчеплення φ

тракторів

Тип шляху	Трактори на пневматичних шинах		Гусеничні трактори
	f	φ	f	φ
Суха ґрунтова дорога	0,03-0,05	0,6-0,8	0,05-0,07	0,9-1,1
Цілина, щільний переліг	0,05-0,07	0,7-0,9	0,06-0,07	1,0-1,2
Переліг 2-3 річний, скошена лука	0,06-0,08	0,6-0,8	0,06-0,07	0,9-1,1
Стерня	0,08-0,10	0,6-0,8	0,06-0,08	0,8-1,0
Зоране поле	0,12-0,18	0,5-0,7	0,08-0,10	0,6-0,8
Поле, підготовлене під посів	0,16-0,18	0,4-0,6	0,09-0,12	0,6-0,7
Болотно-торфяна цілина висушена	-	-	0,11-0,14	0,4-0,6
Накатана снігова дорога	0,05-0,04	0,3-0,4	0,06-0,07	0,5-0,7

Таблиця 2.2

Коефіцієнти кочення f і коефіцієнти зчеплення φ

автомобілів

Тип шляху	f	φ
Асфальтоване шосе	0,015-0,020	0,60-0,75
Гравійно-щебнева дорога	0,020-0,030	0,50-0,75
Бруківка	0,025-0,035	0,40-0,50
Суха ґрунтова дорога	0,030-0,050	0,50-0,70
Ґрунтова дорога після дощу	0,050-0,150	0,35-0,50
Пісок	0,100-0,300	0,65-0,75
Снігова накатана дорога	0,030-0,040	0,30-0,35

Таблиця 2.3

Основні фракції грунту

Розмір зерен грунту, мм	Назва фракції
0,05…2,00	піщана
0,05…0,005	пилувато – мулиста
менше 0,005	глиняста

де а_вол – вага вологої проби, г;

а_сух – вага сухої проби (після висушування проби грунту при

t = 105 ⁰С), г.

Оптимальна вологість для орних агрегатів W = 15…26%, для трактора W = 17…20%.

Напруга зім'яття грунту у загальному випадку в Н/см² дорівнює

σ = С_nΔlⁿ, (2.12)

де С_n – коефіцієнт жорсткості (коефіцієнт об'ємного зім'яття) грунту, Н/см³;

n – показник ступеня, який залежить від виду грунту та умов навантаження;

Δl – деформація грунту, см.

На ділянці (рис. 2.5) І n = І (пряма пропорційність Δl і σ);

На ділянці ІІ n = 0…І (щільність грунту, місцеві зміщення);

На ділянці ІІІ n = 0 (чисте зміщення). σ_н (Н/см²) – несуча властивість грунту. σ_n (Н/см²) – межа прямої пропорційності, Δl і σ. Для піску σ_n = 1,5 Н/см², для перелігів σ_n = 9 Н/см².

У межах від σ = 0 до σ = σ_n маємо

, Н/см³. (2.13)

Опір грунту зміщенню в Н/см² визначається за залежністю

τ = τ₀ + μ_енσ, (2.14)

де τ₀ – опір зміщення, Н/см²;

σ – нормальні напруги, Н/см²;

μ_ен = 0,6…2,0 – коефіцієнт внутрішнього тертя між частинками грунту.