Раздел 3. Машины для земляных работ.

ВОПРОСЫ:

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГРУНТАХ И МЕТОДАХ ИХ РАЗРУШЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И КЛАССИФИКАЦИЯ ГРУНТОВ.

Гранулометрический состав, представляющий процентное со­держание по весу частиц различной крупности: гальки и щебня (40 мм), гравия (2—40 мм), песка (0,25—2 мм), песчаной пыли (0,05— 0,25 мм), пылеватых частиц (0,005—0,05 мм) и глинистых частиц (менее 0,005 мм).

Влажность, характеризующая наличие в грунте воды, которая существенно влияет на сопротивляемость грунтов деформациям. Влажность определяется путем высушивания при t — 105° С пробы грунта до получения постоянного веса и вычисления в лроцентах заключающейся в ней воды

Плотность, представляющая собой отношение массы грунта к его объему при естественной влажности (р = 1,5—2 т/м³).

Пористость — объем пор, заполненный водой и воздухом, в процентах от общего объема грунта.

Связность — способность грунта сопротивляться разрушению (рассыпанию) на частицы под действием внешних нагрузок. Приме ром несвязных грунтов являются сухие пески, а связных — глина.

Пластичность — свойство грунта деформироваться под

Ki'Im 111 и см внешних сил и сохранять деформацию после прекращения последних.

7. Угол естественного откоса ф — угол у основания конуса, i "|"1>ый образуется при отсыпании разрыхленного грунта с некото­ром пысоты. Величина этого угла зависит от коэффициента внутрен­нею трения и связности.

8. Способность грунта прилипать к поверхности различных предметов — липкость. При разработке липких грунтов (боль­шинство пластичных грунтов при достаточной влажности) величина усилий, затрачиваемых на преодоление сопротивления налипанию грунта на рабочий орган, определяется следующим образом:

= РлЛ

где Р_л — сила сопротивления налипанию; р_л — величина удельного Сопротивления налипанию; F — площадь соприкосновения рабочего органа с грунтом. „

Коэффициент трения грунта о сталь зависит от вида и состо- ппия грунта, а также от состояния поверхности стали. Коэффициент трения стали по грунтам нарушенной структуры составляет прибли­зительно две трети величины коэффициента трения по грунтам нена­рушенной структуры (табл. 3).

Коэффициент разрыхления к_рх равен отношению объема разрыхленного при разработке грунта к объему, который он занимал в естественном залегании. С течением времени разрыхленный грунт уплотняется, но первоначальную плотность восстанавливает очень долго (табл. 4).

Сопротивление грунта смятию определяется коэффициентом сопротивления смятию р_с, представляющим собой величину нагрузки на 1 см² поверхности грунта, под действием которой опорная поверх­ность погружается на 1 см

ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРУШЕНИЯ ГРУНТОВ

Получили распространение следующие способы разрушения грун­тов:

механический, при котором отделение грунта от массива осуще­ствляется ножевым или ковшовым рабочим органом машины;

гидравлический, при котором грунт разрушается и удаляется струей воды (размыв); при работе под водой применяется всасывание размытого грунта и его удаление из зоны забоя по пульпопроводу;

взрывной, при котором грунт разрушается давлением газов, выделяющихся при взрыве;

термический, основанный на растрескивании поверхности грунта в результате быстрого и неравномерного нагрева скоростной струей высокотемпературных газов.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА РАЗРУШЕНИЮ ЕГО РАБОЧИМИ ОРГАНАМИ ЗЕМЛЕРОЙНЫХ МАШИН

большинство землеройных машин производит механическое раз­рушение разрабатываемого грунта последовательным срезанием стружки. Процесс отделения «стружки» от массива называется реза­нием.

Рис. 54. Характер разрушения грунта рабочим органом машины:

а — образование стружки; б — поперечное сечение стружки; в — схема процесса

копания грунта.

1 — в пластинчатых грунтах; 2 — в сыпучих грунтах; 3 — в твердых грунтах; 4 — при блокированном резании; 5 — при полусвободном резании: 6 — при свободном

резании.