Электронное издание СДМ - Строительные Дорожные Машины и Техника

Профессор МАДИ (ГТУ)
к.т.н. Г.Н. Карасев

В расчетных схемах процесса взаимодействия ножа землеройной машины полагается, что нож всей своей поверхностью контактирует с массивом грунта ненарушенной структуры, как это принято при определении давления грунта на поверхности строительных объектов (плотин, фундаментов зданий и т.д.). Однако согласно экспериментальным данным пластические деформации грунта происходят в нижней части (на некотором расстоянии от нижней кромки) ножа, а остальная часть поверхности ножа подвергается давлению со стороны уже разрушенного грунта.
Согласно представлениям авторов теоретических исследований отделяемая от массива стружка при копании продвигается вверх по рабочему органу или внутри его в виде монолитного тела. Возникающие при этом силы сопротивления продвижению стружки оказывают косвенное влияние на общее сопротивление из-за увеличения сил сопротивления отделению грунта от массива при восприятии при загрузки р_о или p(y). Действие этой пригрузки распространяется на участке перед ножом на расстоянии
a=h(tg a+tg )/(tg atg ),
при этом  угол сдвига  =/4- ₂/2  принимается постоянным, зависящим только от угла внутреннего трения грунта, что противоречит используемой авторами теории предельного равновесия сыпучей и связанной среды, в  которой положение и геометрическая форма поверхностей сдвига не задается заранее, а определяется путем решения системы дифференциальных уравнений напряженного состояния среды. Следует отметить также, что при появлении пригрузки на поверхности срезаемого грунта следует ожидать изменения величины угла сдвига .
В таком случае правомерность применения положений теории предельного состояния для вычисления сопротивления грунта резанию ножом землеройной машины сомнительна.
Осциллограммы записи сопротивления резанию грунта ножом или зубом рыхлителя (рис. 1) свидетельствуют о наличие переменной (Р_ск) и постоянной (Р_min) составляющих этой силы. Переменная составляющая силы резания характеризуется низкочастотным с большой амплитудой (Р_ск) и относительно высокочастотным с меньшей амплитудой (Р_м) изменением величины сопротивления резанию.
Фотоснимки процесса взаимодействия элементарных рабочих органов с грунтом, полученные различными исследователями, свидетельствуют о наличии крупных и мелких сколов грунта перед рабочим органом. При этом мелкие сколы наблюдаются в промежутке между крупными.

Рис. 1. Фрагмент осциллограммы записи сопротивления резанию грунта
в функции пути (S) при постоянной глубине резания