1854

Условия применимости «Ренолита» (песчаный грунт)

Библиографический список

1.Васильев Ю.М. Работа цементогрунтовых оснований в северо-западных районах/ Ю.М. Васильев //Автомобильные дороги. – 1972. – № 7. – С. 26–27.

2.Левчановский Г.Н., Марков Л.А., Попандопуло Г.А. Укрепление грунтов известью в аэродромном и дорожном строительстве/ Г.Н. Левчановский, Л.А. Марков., Г.А. Попандопуло. – М.: Транспорт,1977.– 150 с.

3.Линцер А.В. Основы индустриального применения укреплённых грунтов в до-

рожном строительстве/ А.В. Линцер.: автореф. дис. … д-ра техн. наук.– М., 1984.– 34 с. 4. Луканина Т.М., Фридман А.А. и др. Устройство дополнительных слоев основания из барханного песка, укрепленного битумной эмульсией/ Т.М. Луканина,

А.А. Фридман //Автомобильные дороги. – 1975. – № 3. – С.16–17.

УДК 625.731

РАСЧЕТ КРИТЕРИЕВ ПОДОБИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МОДЕЛИ И РЕАЛЬНОЙ ДОРОЖНОЙ КОНСТРУКЦИИ

И.В. Никитин, аспирант; Е.Н. Жучев, студент

При изучении различных физических явлений, которые протекают в новых дорожных конструкциях попытке экспериментального создания новых дорожных конструкций, которые будут отвечать заданным требованиям, очень трудоемко и неэкономично создавать и проводить испытания на реальных дорожных конструкциях. Для упрощения экспериментов создаются модели дорожных конструкций, на которых проводятся испытания с последующим распространением результатов на реальную дорожную конструкцию.

С помощью моделирования решаются следующие научные и произ- водственно-технические задачи:

-исследование явлений, создание которых или управление которыми на натурных объектах затруднено, неэкономично или вообще невозможно;

вчастности, на моделях могут быть исследованы различные аварийные режимы;

-изучение в чистом виде явлений, измерение параметров которых в натуре затруднено или невозможно вследствие наложения помех, не связанных с изучаемым явлением;

-проверка результатов теоретических исследований, определение границ применимости расчетных предпосылок, принимаемых при построении теории, уточнение полученных теоретических расчетных формул;

-исследование явлений применительно к объектам, которые вообще не существуют в натуре, для изучения возможности и целесообразности создания таких объектов;

-подбор оптимальных параметров проектируемых объектов или проверка правильности принятых проектных решений в случаях, когда не существует надежных методов расчета или эти методы настолько трудоемки, что экономичнее использовать методы моделирования.

Создание моделей дорожных конструкций является физическим моделированием, осуществляемым с сохранением на модели физической природы явлений, происходящих в реальных условиях.

В основе физического моделирования лежит понятие о подобии явлений. Два явления называют подобными, если они имеют одинаковую физическую природу и если характеристики одного из них отличаются от характеристик другого только масштабом, одинаковым для всех одноименных характеристик. Одноименными называются характеристики, имеющие

одинаковую размерность. Масштабный множитель, позволяющий перейти от характеристик одного явления к характеристикам другого, называют коэффициентом подобия или константой подобия.

Подобие процессов вытекает из безразмерного комплексного критерия К, называемого критерием подобия, учитывающего геометрическое и механическое подобие [4].

где F – сила; t – время; M – масса; l – линейный размер.

В данной статье рассмотрен вопрос расчета критериев подобия экспериментальной модели и реальной дорожной конструкции. На основании критерия подобия (1) и составленной расчетной схемы модели (рис. 1) и реальной дороги (рис. 2) представим подобие

где T0 – время действия нагрузки P на дороге; Q – нагрузка на модель; P – нагрузка на реальную дорожную конструкцию; tуд – время действия удара по модели; mм – масса модели; mн – масса реальной дорожной конструкции; cм – длина модели; cн – длина участка дорожной конструкции, участвующего в колебаниях.

Рис. 1. Схема модели дорожной конструкции

Рис. 2. Схема дорожной конструкции

Из уравнения (2) и начальных исходных данных видно, что для того, чтобы добиться подобия между реальной конструкцией и моделью, нужно рассчитать нагрузку на модель, чтобы вызвать в ней напряжённодеформированное состояние, подобное тому, которое возникает в реальной дорожной конструкции от действующих на неё подвижных современных автомобильных нагрузок.

Время действия нагрузки P на дороге определяется из зависимости от скорости движения и диаметра расчетного отпечатка шины [1].

где Dн – диаметр расчетного отпечатка шины; V – скорость движения расчетного автомобиля.

Нагрузка на реальную дорожную конструкцию, диаметр расчетного отпечатка шины и скорость движения расчетного автомобиля зависят от категории автомобильной дороги и назначаются в соответствии с ГОСТ Р 52748-2007 и представлены в табл. 1.

Масса реальной дорожной конструкции, по экспериментальным данным профессора А. В. Смирнова [3], участвующая в колебаниях, составля-

ет mн = 19,4 т.

Длина участка дорожной конструкции, участвующего в колебаниях:

откуда cн = 39 м.

В рассматриваемом случае контакт происходит непосредственно между поверхностями штампа и покрытия и обусловлен только их механическими свойствами. Время воздействия при этом – тысячные доли секун-

ды, tуд = 0,0015 с [2].

Масса модели дорожной конструкции зависит от ее размеров и плотности материалов, из которых модель и создается. Средняя плотность дорожной конструкции составляет ρ = 2100 кг/м3; так как модель создается из таких же материалов, как и сама дорожная конструкция, то зададимся средней плотностью модели ρм = 2100 кг/м3. В данном случае размеры модели составляют: высота bм = 0,40 м; длина и ширина модели соответст-

венно cм = 1,00 и aм = 0,80 м.

Таким образом, масса модели равна

Нагрузка на модель дорожной конструкции создается падающим на неё грузом массой M, значения зависят от высоты падения груза. Таким образом, конечная цель расчета – это установление высоты, с которой следует сбрасывать груз массой M на модель дорожной конструкции.

Пренебрегая процессами перераспределения при ударе кинетической энергии падающего груза, изменение результирующей контактного взаимодействия (импульс силы) можно условно считать равным количеству движения груза:

где M – масса груза, сбрасываемого на модель; Vуд – скорость груза в момент контакта с моделью, M = 7,86 кг.

Научное издание

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕМОНТА ДОРОГ ДЛЯ УСЛОВИЙ СИБИРИ

Сборник трудов

** *

Редактор И.Г. Кузнецова

** *

Верстку выполнила Т.Г. Поплавская

* * *

Подписано к печати ___________

Формат 60х90 1/16. Бумага писчая Оперативный способ печати Гарнитура Таймс

Усл. п.л. 6,5, уч.-изд. л. 6,75 Тираж 150 экз. Заказ № ____

Цена договорная

Издательство СибАДИ

___644099, Омск, ул. П.Некрасова, 10___

Отпечатано в подразделении ОП издательства СибАДИ