Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

2605.pdf

Скачиваний:

151

Добавлен:

07.01.2021

Размер:

33.4 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 3435 / 17735 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 > Следующая >>>

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН И КОМПЛЕКСОВ

___________________________________________________________________________

УДК 629.76.08:693.78

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПУАССОНА СТРОИТЕЛЬНО-ДОРОЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ

THE METHOD OF DETERMINING POISSON'S RATIO OF ROAD

CONSTRUCTION MATERIALS

И.В. Бахмет, аспирантка

Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ), Россия, г. Омск

Аннотация. В статье представлен способ по определению коэффициента Пуассона дорожно-строительных материалов по глубине уплотняемого слоя. Приводится описание

лабораторной установки для измерения поперечных и вертикальных деформаций в массиве уплотняемого материала в состоянии трехосного напряженно-деформированного

состояния.

Ключевые слова: коэффициент Пуассона, коэффициент боковых давлений, поперечные

и вертикальные деформации.	225

Введение

При анализе напряженного состояния дорожно–строительных материалов в случае сжатия

их в условиях невозможности бокового расширения существенное значение имеет так называемый коэффициент бокового давления.

Как установлено опытами, всякое увеличение давления, действующего на горизонтальную площадку уплотняемого материала, например в компрессионном приборе при испытании на

сжимаемость, вызывает соответственное ему увеличение давления

, действующего на

вертикальную площадку, где

коэффициент бокового давления.

В общем случае

коэффициент бокового давления будет равен [1]

−

(1)

dq, dp –

где

приращение соответственно

После отделения переменных и интегрирования получим

= pξ

+ c ,

(2)

где q – горизонтальное давление (боковое);

p -

вертикальное давление;

с – постоянная интегрирования, определяемая из начальных условий.

Коэффициент

Пуассона

определяется

отношением вертикальных

и боковых

ɛ2

деформаций [2]

2 = 3 .

(3)

Коэффициент

бокового

давления

связан

с коэффициентом

бокового расширения

зависимостью

(4)

Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных: материалы Международной научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 8-9 февраля 2017 г.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН И КОМПЛЕКСОВ

Согласно исследованиям [3], при определённом сочетании уплотняющей и сдвиговой

нагрузок возможно повышение плотности материала без увеличения уплотняющего

воздействия.

В связи с этим, практический интерес представляет распределение поперечных и

продольных деформаций и давлений по глубине уплотняемого слоя, возникающих при

воздействии рабочих органов уплотняющих машин.

Для этого необходимо экспериментально

определить

значения

бокового

давления по глубине

уплотняемого слоя.

На

сегодняшний

день

существуют

различные

способы

определения

Коэффициент Пуассона [4-7], однако, данные

способы либо не позволяют определить

Коэффициент

Пуассона

по

глубине

уплотняемого материала, либо точность

позволяет

получить

только

качественные

зависимости.

Поэтому

для

решения

поставленной задачи в работе предлагается

использовать

специальный

лабораторный

стенд (рисунок1) [8]. Он состоит из

устройства

нагружения

материала

–

двухрычажного

пресса,

цилиндрической

формы с испытываемым материалом и

комплекта датчиков для замера деформаций.

Описание лабораторного стенда

Пресс (рисунок 1) состоит из станины 1,

226

на которой

смонтированы

рычаги

Рисунок 1 – Схема стенда для исследования

соединённые

шатуном

Через

шатун

напряжённо-деформированного

усилие

передаётся

на

ползун

состояния асфальтобетонных смесей:

преобразующего

движение

шатуна

– станина пресса; 2, 3 – рычаги; 4, 5 –

поступательное.

На

ползуне,

резьбовой

шатуны; 6 – ползун; 7 – шток; 8 – штамп;

втулке

установлен шток 7

(за

счёт

этого

– форма с материалом; 10 – траверса;

изменяется

его

длина),

регулировочный

11 – датчики поперечной деформации;

винт 12,

ограничивающий

свободный

ход

12 – регулировочный винт; 13 – груз

ползуна. Вертикальное перемещение штампа

измеряется индикатором часового типа.

Форма 9 с материалом устанавливается на

траверсу 10, которая перемещается в

станине на требуемую высоту. Для

исключения

сдвига

штампа

при

воздействии на него штока 7, между ними

установлен стальной шарик.

Для устранения влияния стенок формы на

напряжения, возникающие под штампом, в

соответствии с рекомендациями Н.Я.

Хархуты диаметр цилиндра выбран в 4 раза

больше диаметра штампа

при dшт

= 70 мм,

диаметр формы равен 310 мм. Для

устранения влияния днища формы, толщина

Рисунок 2 – Фотография

слоя,

соответственно

высота

формы

должна быть не менее трёх диаметров

лабораторного cтенда

штампа.

Для

удобства

работе,

форма

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН И КОМПЛЕКСОВ

изготовлена из двух секций, каждая высотой 210 мм, стыкующихся между собой, общая высота составляет 420 мм.

Объём материала, нагруженный штампом, находится в однородном массиве, а, следовательно, условия деформирования максимально соответствуют условиям уплотнения на автомобильной дороге.

Для измерения поперечных деформаций, в массив материала в горизонтальном положении устанавливаются датчики перемещения 11 на расстоянии 4-6 см на разной высоте, с двух

сторон формы. Для измерения вертикальных деформаций, в массив материала в центре нижнего основания формы в вертикальном положении также устанавливается датчик перемещения. Датчик состоит из следующих элементов: 1) регистрирующий прибор –

индикатор часового типа, с пределом измерений 10 мм, и точностью 0,01 мм, 2) преобразователь деформаций – стальной стержень, на конце которого установлен диск,

площадь которого сопоставима с размером частиц грунта или асфальтобетонной смеси, а площадь больше площади поперечного сечения стержня, чтобы его размер не оказывал влияния. Для уменьшения сил трения стержня об грунт, стержень устанавливается в стальную трубку, диаметром 3 мм, а на стороне противоположной диску к трубке крепится индикатор. Трубка выполняет роль корпуса датчика, и направляющего элемента для стержня. Сам датчик крепится в стенке формы в резьбовой втулке.

Заключение

Таким образом, предложенный способ позволяет проводить измерения поперечного и вертикального перемещений по глубине исследуемого дорожно-строительного материала, что в

свою очередь дает возможность определить коэффициент Пуассона по глубине уплотняемого слоя.

	Библиографический список
1.	Цытович, Н.А. Механика грунтов : учебник для строительных вузов / Н.А. Цытович. – 4-е изд.,
перераб. и доп. – М.: Высш. шк. , 1983. – 288 с.			227
2. Вялов, С. С. Реологические основы механики грунтов: учебное пособие / С.С. Вялов.		– М.: Высшая
школа, 1978. – 447 с.
3.	Бабков, В. Ф. Напряжения в грунтовых основаниях дорожных одежд / В.Ф. Бабков // Труды Дорнии:
сборник. – М.: ГУШОСДОР. – 1941. – Вып. 3. – 338 с.
4.	Бугров, А. К. Исследование грунтов в условиях трехосного сжатия : монография /	А. К. Бугров,
Р. М. Нарбут, В. П. Сипидин. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л. : Стройиздат, 1987. – 185 с.
5.	Болдырев, Г.Г. Методы определения механических свойств грунтов. Состояние вопроса :
монография / Г.Г. Болдырев. – Пенза: ПГУАС, 2008. – 696 с.
6.	Прусов, А.Ю. Выбор рациональных режимов работы вибрационных катков при уплотнении
асфальтобетонных смесей: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.04/ Прусов А.Ю. – Ярославль, 2003. – 181 с.
7.	Сергеева, Т.Н. К вопросу уплотнения асфальтобетонных смесей / Т.Н. Сергеева, А.Я. Башкарев
//Тр. Союздорнии.– М., 1975. – Вып. 84. – С. 124 – 132.
8.	Беляев, К.В. Разработка лабораторного стенда для исследования напряженно- деформированного
состояния асфальтобетонных смесей / К. В. Беляев // Архитектура, строительство, транспорт: материалы
Международной научно-практической конференции (к 85- летию ФГБОУ ВПО СибАДИ) 2-3 декабря 2015 г.
– Омск: СибАДИ, 2015. – С. 615–622.

THE METHOD OF DETERMINING POISSON'S RATIO OF ROAD CONSTRUCTION MATERIALS

I. V. Bakhmet, postgraduate student

Abstract. The article presents a method for determining Poisson's ratio of road construction materials according to the depth of the sealing layer. The description of the laboratory setup to measure the transverse and vertical deformations in the array of the sealing material in a state of triaxial stress-strain state.

Keywords: poisson ratio, coefficient of lateral pressure, transverse and vertical deformation.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН И КОМПЛЕКСОВ

Бахмет Ирина Викторовна (Россия, г. Омск) - аспирантка	кафедры «Эксплуатация и сервис
транспортно-технологических машин и комплексов в строительстве» ФГБОУ ВО «СибАДИ» (644080,
г. Омск, пр. Мира, 5 e-mail: i.bahmet@mail.ru).
Bakhmet Irina Viktorovna (Russia, Omsk) - postgraduate student of the Department "Operation and service of
transport and technological machines and systems in construction" FGBOU VO "SibADI" (644080, Omsk, Mira
Ave., 5 e-mail: i.bahmet@mail.ru).
УДК 629.084
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПЛОТНЕНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
ДОРОЖНЫМИ КАТКАМИ
IMPROVING THE EFFICIENCY OF COMPACTION
OF SUBGRADE ROAD ROLLERS
С. В. Савельев, А.С. Белодед
Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ), Россия, г. Омск
Аннотация. Данная статья посвящена повышению эффективности уплотнения
дорожно-строительных материалов. Предлагается новая конструкция рабочего органа
катка, способная динамически воздействовать на материал и при этом плавно
регулировать контактные давления во время всего процесса уплотнения.
Ключевые слова: деформация, уплотнение, рабочие органы, материал, давление.		228

Введение

В настоящее время изменение экономической ситуации в стране невозможно без развития
транспортной инфраструктуры и сети автомобильных дорог в частности. Основные машины,
обеспечивающие прочность и устойчивость всех дорожных слоев – это дорожные катки.
Именно они осуществляют ответственную операцию по уплотнению любых типов дорожно-
строительных материалов, в результате которой, материалы приобретают требуемую
плотность и прочность.
Земляное полотно является конструкцией, которая сооружается в несколько слоев и
работает в сложных эксплуатационных условиях. От качества уплотнения земляного полотна
зависит не только прочность, устойчивость, водонепроницаемость сооружения, но и ровность
покрытия, безопасность движения и срок службы. От эффективности применения дорожных
катков зависит не только качество транспортного объекта, но и себестоимость проведения
работ [1].
Повышение эффективности уплотнения дорожно-строительных материалов (грунтов
земляного полотна, асфальтобетонов, цементобетонов и т.д.), является очень важной и в тоже
время достаточно сложной задачей. При проведении работ по строительству объектов
транспортной системы, в частности автомобильных дорог, необходимо максимально
эффективно использовать строительную технику.
Конструкция дорожного катка
Как известно уплотнение строительных материалов наиболее дешёвый и
распространённый способ придания им требуемой прочности и устойчивости. Качество
уплотняющих работ характеризуется коэффициентом уплотнения и чем он выше, тем выше
прочностные свойства уплотнённого материала [2].
Для эффективного уплотнения любого строительного материала необходимо
ориентироваться, не только на технологические факторы:	толщина, ширина слоя и его

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН И КОМПЛЕКСОВ

«начальные свойства», но и на их изменение в процессе уплотнения. Прежде всего, это предел прочности материала и модуль упругости.

Впроцессе укатки, прочность материала увеличивается, поэтому необходимо увеличивать

иконтактные давления на него. Это достигается применением трёх типоразмеров катков (лёгких, средних и тяжёлых), при этом снижается эффективность технологического процесса и качество уплотнения [3].

Главной проблемой при уплотнении является то, что необходимо плавно увеличивать контактные давления по мере повышения коэффициента уплотнения обрабатываемого

материала, т. е. должно соблюдаться условие σк≈[σпр] (контактные давления должны быть примерно равны пределу прочности материала) [4]. Ещё одной проблемой является разнообразие свойств дорожно-строительных материалов, и как следствие для эффективного

уплотнения каждого из них необходимо применять соответствующую этому материалу
уплотняющую технику.
Все выше перечисленные факторы затрудняют создание универсальной и эффективной
уплотняющей машины способной работать с различными материалами эффективно уплотняя
материал от свежеотсыпанного до нормативного по плотности состояния [5].
Предлагается новая конструкция рабочего органа катка способного динамически
воздействовать на материал и при этом плавно регулировать контактные давления во время
всего процесса уплотнения (рис. 1).
Разработанная конструкция нового вальца, выполнена в виде двух подвижных
металлических обечаек, которые расположены одна внутри другой и имеют соосные отверстия,
при перекрытии которых регулируется контактное давление и ровность уплотняемой
поверхности под вальцом.
Принцип действия разработки заключается в следующем: валец дорожного катка содержит
внешнюю обечайку 1 с отверстиями 3 и внутреннюю обечайку 2 с отверстиями 3. Когда
необходимо размельчение верхних слоев материала, внутренняя обечайка 2 расположена	229
таким образом, чтобы ее отверстия 3 совпадали с отверстиями внешней, т.е. сквозные	229

отверстия имеют максимальный размер. По мере размельчения и уплотнения материала, для достижения ровности поверхности предлагается внутреннюю обечайку 2 проворачивать относительно внешней 1, увеличивая площадь контакта с грунтом. На финальной стадии уплотнения, когда требуется достаточная ровность обрабатываемой поверхности, отверстия внутренней металлической обечайки 2 перекрываются отверстиями внешней металлической обечайки 1 и валец принимает форму «гладковальцового» [6].

Рисунок 1 – Валец дорожного катка с двойной обечайкой

Заключение

Данная конструкция позволит избежать некачественное уплотнение грунтов, так как правильный выбор конструктивных и режимных параметров катков с предлагаемым рабочим органом позволит эффективно уплотнять различные типы дорожно-строительных материалов одной высокопроизводительной машиной, не применяя различные типоразмеры и виды

уплотняющих машин, которые усложняют технологию уплотнения и увеличивают длительность

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН И КОМПЛЕКСОВ

технологических операций. Это положительно скажется на энергоёмкости, металлоёмкости, трудоёмкости и в целом на себестоимости производства работ.

Библиографический список

1. Савельев, С. В. Перспективные пути развития уплотняющей техники / С.В. Савельев // Строительные и дорожные машины.– 2005. – №7.– С. 24–25.

2.Пермяков, В. Б. Комплексная механизация строительства: учебник для строительных и автомобильно-дорожных институтов/ В. Б. Пермяков.– М.: Высшая школа, 2004. – 540 с.

3.Хархута, Н. Я. Машины для уплотнения грунтов/ Н. Я. Хархута. – Л.: Машиностроение, 1973, –176 с. 4. СНиП 3.06.03–85. Строительные нормы и правила. Автомобильные дороги. – Введ. 1986-01-01. –

М.: ЦНТП Госстроя СССР, 1986. – 112 с.

5.Тюремнов, И.С. Резервы повышения эффективности уплотнения грунтов оснований транспортных сооружений / И.С. Тюремнов // История и перспективы развития транспорта на севере России. – 2013. –

№1. – С. 78–83.

6.Пат. № 162483 на полезную модель Российская Федерация, МПК: Е01 С 19/28, 19./28. Дорожный каток/ Савельев С. В., Михеев В. В., Потеряев И.К., Белодед А.С.; заявитель и патентообладатель ФБГОУ ВПО «ОмГТУ». – заявка № 2015157015; заявл. 29.12.2015; опуб. 24.05.2016 г.

IMPROVING THE EFFICIENCY OF COMPACTION OF SUBGRADE ROAD ROLLERS

S.V Saveliev, A.S. Beloded

Abstract. This article is dedicated to increasing the effectiveness of the seal of road construction materials. A new design of the working body of the roller, capable of dynamically influence the material and at the same time infinitely adjustable contact pressure throughout the sealing process.

Keywords: deformation, seal, working bodies, the material pressure.	230

Савельев Сергей Валерьевич (Омск, Россия) – доктор технических наук, доцент, профессор кафедры Эксплуатация и сервис транспортно-технологических машин и комплексов в строительстве ФГБОУ ВО «СибАДИ» (644080, г. Омск, пр. Мира, 5, e-mail: saveliev_sergval@mail.ru).

Белодед Александр Сергеевич (Омск, Россия) – магистрант кафедры Эксплуатация и сервис транспортно-технологических машин и комплексов в строительстве ФГБОУ ВО «СибАДИ» ( 644080,

г. Омск, пр. Мира, 5, e-mail: sashabeloded123@gmail.com).

Savel'yev Sergey Valer'yevich (Omsk, Russian Federation) – doctor of technical sciences, professor, department of operation and maintenance of transportation and technological machines and complexes, The Sibirian State Automobile and Highway University (SibADI) (644080, Prospect Mira, 5, Omsk, Russian Federation, e-mail: saveliev_sergval@mail.ru).

Beloded Aleksandr Sergeevich (Omsk, Rassian Federation) – magistrant department of operation and maintenance of transportation and technological machines and complexes, The Sibirian State Automobile and Highway University (SibADI) (644080, Prospect Mira, 5, Omsk, Russian Federation, e-mail: sashabeloded123@gmail.com).

<<< < Предыдущая 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 3435 / 17735 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
07.01.2021213.82 Кб326.pdf
#
07.01.2021376.58 Кб4260.pdf
#
07.01.202129.73 Mб112600.pdf
#
07.01.202131.16 Mб112601.pdf
#
07.01.202131.55 Mб52603.pdf
#
07.01.202133.4 Mб1512605.pdf
#
07.01.202133.89 Mб32606.pdf
#
07.01.202135.05 Mб62607.pdf
#
07.01.2021379.24 Кб6261.pdf
#
07.01.202137.13 Mб842610.pdf
#
07.01.202137.4 Mб62611.pdf

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПУАССОНА СТРОИТЕЛЬНО-ДОРОЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ

С. В. Савельев, А.С. Белодед