Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследований 8
1.1. Практика использования трамбующих машин 8
1.2. Обзор теоретических исследований процесса уплотнения грунта ударными нагрузками 22
1.3. Выводы и задачи исследований 41
2. Распространение волн напряжения в грунтовом полупространстве при трамбовании 43
3. Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния грунта при уплотнении одномассным и двухмассным штампом 65
3.1. Методика проведения исследований 65
3.2. Закономерности развития контактных напряжений при ударе одномассным и двухмассным штампом 75
3.3. Распространение напряжений в грунтах при ударных нагрузках 88
3.4. Закономерности развития деформаций 94
3.5. Выводы 102
4. Разработка методики расчета конструктивных и технологических параметров одном ассных и двухмассных штампов трамбующих машин 104
4.1. Обобщение результатов теоретических и экспериментальных исследований 104
4.2. Алгоритм и программа расчета параметров и режимов работы одномассных и двухмассных штампов трамбующих машин 112
5. Анализ результатов расчета и рекомендации по выбору конструктивных и технологических параметров одномассных и двухмассных штампов 130
5.1. Анализ результатов расчета конструктивных и технологических параметров одномассных штампов 130
5.2. Анализ результатов расчета конструктивных и технологических параметров двухмассных штампов 139
5.3. Выводы и рекомендации по выбору параметров одномассных и двухмассных штампов 156
5.4. Реализация результатов исследований 158
Заключение 162
Список источников
- Обзор теоретических исследований процесса уплотнения грунта ударными нагрузками
- Закономерности развития контактных напряжений при ударе одномассным и двухмассным штампом
- Закономерности развития деформаций
- Алгоритм и программа расчета параметров и режимов работы одномассных и двухмассных штампов трамбующих машин
Введение к работе
Актуальность темы. Уплотнение грунтов оснований инженерных сооружений является наиболее эффективным способом повышения их прочности, устойчивости и несущей способности. От качества выполнения этой операции во многом зависит срок их службы.
В строительстве при устройстве котлованов, выемок, возведении высоких насыпей, устоев мостов, обратной засыпке траншей, устройстве насыпи "с головы" и др. возникает необходимость уплотнения грунтов слоями большой толщины. Для этих целей целесообразно применение машин ударного действия - трамбующих машин. Трамбующие машины также весьма эффективны при уплотнении тяжелых фунтов, каменных материалов, производстве работ в зимнее время.
Повышение эффективности работы трамбующих машин является научно-технической задачей, имеющей важное народно-хозяйственное значение, поскольку необходимость уплотнения фунтов слоями большой толщины возникает в автодорожном, промышленном, фажданском, мелиоративном, железнодорожном и аэродромном строительстве.
Мировой опыт характеризуется тенденцией к увеличению глубины уплотнения трамбующими машинами, в основном, за счет увеличения массы и размеров основания их штампа. Однако в нашей стране недостаток в строительных организациях базовых машин большой грузоподъемности и быстрый их износ вследствие высоких динамических нафузок сдерживает применение более эффективных тяжелых и сверхтяжелых штампов.
Таким образом, актуальной является задача повышения глубины уплотнения трамбующих машин без увеличения массы их рабочего органа. Решение данной задачи возможно при использовании рабочих органов, реализующих сложное динамическое нафужение фунта - двухмассных штампов.
Целью работы является определение рациональных конструктивных и технологических параметров одномассных и двухмассных штампов трамбующих машин.
Объект исследования - напряженно-деформированное состояния грунта при динамическом нагружении его поверхности одномассным и двухмассным штампом.
Предмет исследования - закономерности влияния параметров одномасс-ного и двухмассного штампа трамбующих машин на изменение напряженно-деформированного состояния грунта при ударе.
Научная новизна:
получены зависимости, позволяющие рассчитывать распределение напряжений по глубине грунта заданной плотности при различных режимах нагружения его поверхности;
установлены закономерности влияния параметров двухмассного штампа: массы, размера основания, скорости удара, соотношения масс и интервала времени между их ударами на развитие во времени контактных напряжений при ударе по грунту заданной плотности;
установлены закономерности распространения напряжений в грунте заданной плотности при ударе двухмассного штампа;
установлены закономерности развития и накопления деформаций при ударе двухмассного штампа по грунту заданной плотности;
разработана методика расчета параметров и режимов работы одномассных и двухмассных штампов, позволяющая решать оптимизационные задачи проектирования штампов под заданные условия производства работ и определения технологических режимов их работы;
установлены рациональные параметры одномассного и двухмассного штампов при уплотнении среднесвязных грунтов.
Обоснованность и достоверность полученных результатов подтверждается лабораторными экспериментами и сравнением с результатами исследований других авторов.
Практическая ценность результатов исследовании заключается в разработанной методике расчета конструктивных и технологических параметров од-номассных и двухмассных штампов, реализованной в виде программного комплекса, обеспечивающего возможность решать оптимизационные задачи проектирования штампов трамбующих машин и определения режимов их работы при эксплуатации, Определены рациональные параметры одномассного и двух-массного штампов при уплотнении среднесвязных грунтов. По результатам работы получен патент РФ.
Реализация результатов работы. Разработанная методика и программный комплекс расчета параметров и режимов работы одномассных и двухмассных штампов внедрены в ГУЛ "Ярдормост" для расчета технологических режимов работы трамбующих машин. Методика и программный комплекс используются учебном процессе ЯГТУ по курсу "Комплексная механизация и автоматизация дорожно-строительных работ" для студентов специальности "Строительные, дорожные и подъемно-транспортные машины и оборудование".
На защиту выносятся:
зависимости, связывающие значения напряжений и продолжительность их действия на поверхности с глубиной распространения в грунте заданной плотности;
исследования влияния параметров двухмассного штампа на развитие контактных напряжений при ударе;
исследования распространения волн напряжений в грунтах при ударе двухмассного штампа;
методика расчета конструктивных и технологических параметров одномассных и двухмассных штампов
Апробация Основные положения и результаты выполненных исследований докладывались на Межвузовской региональной научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов и докторантов (Ярославль, 1997), IV Всероссийской конференции "Перспективные материалы, технологии, конструкции" (Красноярск, 1998), XIX научно-методической конференции Ярослав-
ского государственного технического университета (Ярославль, 1998), Региональной научно-технической конференции, посвященной 55-летию ЯГТУ (Ярославль, 1999), а также на семинарах кафедры "Строительные и дорожные машины" Ярославского государственного технического университета и на кафедре "Строительные и подъемно-транспортные машины" Московского государственного строительного университета.
Публикации. Основные положения и результаты диссертации изложены в 12 публикациях и одном патенте на устройство для уплотнения грунта.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, списка используемых источников и приложений. Объем диссертации составляет 177 страниц основной части, 68 рисунков, 12 таблиц, список литературы из 143 источников и 4 приложений с общим объемом 198 страниц.
Обзор теоретических исследований процесса уплотнения грунта ударными нагрузками
Исследование процесса уплотнения грунта ударными нагрузками ставит своей целью определение взаимосвязи между параметрами импульсного нагру-жения и развивающимися в результате его остаточными деформациями. Сложный характер взаимосвязи между этими параметрами не позволяет в настоящее время решить данную задачу в общем виде. Поэтому основу большей части работ в этой области составляют экспериментальные исследования с последующим теоретическим обоснованием полученных результатов.
Вес многообразие работ по исследованию напряженно-деформированного состояния системы штамп - деформируемое полупространство можно разделить по характеру используемых моделей на системы с сосредоточенными и распределенными параметрами.
В основу первого направления анализа положен метод, сущность которого заключается в замене решгьной пространственной системы штамп - деформируемое полупространство идеализированной механической системой с одной или двумя степенями свободы. Движение такой системы определяется стационарными механическими связями, выражающими в некотором приближении механические свойства грунта. При этом требуется выполнение равенства кинетической энергии ударяющего штампа и потенциальной энергии деформирования грунта. Как правило, исследуется поведение точки, координаты которой соответствуют положению поверхности в момент нагружения. Этот метод, получивший название точечного, позволяет оценить величину максимальной и остаточной деформации поверхности грунта, но не позволяет судить об изменении плотности по глубине зоны уплотнения. Исследования, основанные на этом методе, в силу сравнительной его простоты, наглядности и четкости физической трактовки процесса деформирования, получили широкое распространение и в этом направлении продолжают работать. Одними из наиболее ранних работ этого направлении являются исследования Н.П.Вощинина [55, 56]. В них на основании теории неустановившегося движения газа в грунте в одном направлении, развитой академиком Л.С.Лейбензоном [57], рассматривалось деформирование изолированного столба грунта площадью поперечного сечения, равной площади трамбующей плиты и высотой, равной толщине уплотняемого слоя. При этом напряжения, развивающиеся в грунтах при ударных нагрузках, считались состоящими из 2-х частей, первая из которых идет на деформацию скелета грунта, а вторая передается в виде давления на находящийся в порах воздух и выжимающая его. Полагая удар вполне нсупругим с линейной зависимостью напряжения а от деформации є без учета упрочнения, были получены зависимости для определения величин амплитудных контактных напряжений и продолжительности удара, а также осадки трамбующей плиты от одного и нескольких ударов. Однако неправомерное предположение о линейном затухании напряжений по глубине зоны уплотнения, а также игнорирование упругих и инерционных свойств грунта делают полученные результаты мало пригодными для практического использования.
К работам первой группы относятся также и исследования, проводившиеся W.A.Lewis [58], в которых была предпринята попытка заменить действующие напряжения условными, действующими постоянно в течение удара, т.е. заменить динамические нагрузки эквивалентными статическими, что неизбежно привело к ряду неточных выводов.
Б.А.Белостоцким [59] был произведен анализ процесса ударного уплотнения грунта с учетом его инерционной массы, участвующей во взаимодействии со штампом. Грунт рассматривается на конечной стадии уплотнения, при которой процессы выжимания воздуха из пор, преодоления трения между частицами и др. полагались несущественными и учитывались одним коэффициентом вязкого сопротивления. Деформации грунта приняты упругими. Движение системы "трамбовка-грунт" описывается дифференциальным уравнением: (M+m x+Fx+CcrX-O (1.4) где М - масса трамбовки; пц,- приведенная масса грунта; F - коэффициент вязкого сопротивления грунта; сст - статическая жесткость грунта под трамбовкой; х, х, х - соответственно, перемещение, скорость и ускорение системы.
Величина приведенной массы грунта определена на основании предположения о пропорциональности се по глубине амплитуде колебаний и условной площади сечения вовлекаемого в движение грунта: mnp = So-Y(l-c-ah)/a-g (1.5) где у - объемный вес грунта; а - коэффициент затухания; h - глубина.
Однако из опытных данных Н.Я.Хархуты и других авторов [60] известно, что форма кривой, ограничивающей приближенно часть объема вовлекаемого в движение грунта заметно отличается от принятой в [59]. Специально поставленные И.П.Лкишиным и Л.М.Бобылевым эксперименты [61] по проверке применимости методики Б.А.Белостоцкою также показали значительное расхождение полученных результатов с рассчитанными по [59].
Значительная лучшая сходимость опытных данных [61] обнаружилась с теоретическими исследованиями Д.Д.Баркана и О.Я.Шехтер [62, 63], рассматривающих грунт как упруго-пластическую среду, обладающую вязкостью. При этом полагалось, что грунт до определенного предельного давления сг ведет себя как упруго-вязкое тело, а при & тщ как пластично-вязкое. Решая дифференциальные уравнения движения штампа для фаз упругого и пластического деформирования, Д.Д.Баркан и О.Я.Шехтер получили систему трансцендентных уравнений, связывающих основные параметры уплотнения. Ввиду отсутствия точных методов их решения, было предложено использовать обратный метод - по задаваемым исходным величинам определять параметры системы, при которых система уравнений удовлетворяется. В результате решения были получены зависимости для определения максимальной и остаточной деформации грунта после удара, а также минимальной скорости удара, вызывающей остаточные деформации.
Закономерности развития контактных напряжений при ударе одномассным и двухмассным штампом
Экспериментальные исследования развития напряжений на поверхности грунта при ударе одномассным штампом имели целью проверку существующих подходов [1, 38, 113] к определению закономерностей развития во времени контактных напряжений удара одномассного штампа с учетом особенностей используемого грунта и измерительной системы, а также получение данных для сравнения характера и результатов взаимодействия с грунтом одно- и двух-массного штампов.
Исследованиями [1, 38, 113] установлено, что основными параметрами, характеризующими развитие во времени контактных напряжений удара одномассным штампом являются: амплитудное значение напряжений % время его наступления to и продолжительность действия напряжений при ударе в. Важной характеристикой является также время развития максимальных деформаций поверхности грунта при ударе т.
Анализ экспериментальных значений контактных напряжений удара одномассным штампом подтвердил возможность их вычисления по зависимости [1]: т. а0= —,МПа (3.2) г где і - удельный импульс удара, МПа-с; а - эмпирический коэффициент, учитывающий несовпадение момента времени развития максимальных деформаций т. с моментом времени развития максимальных напряжений to.
Сопоставление экспериментальных значений V с известными данными [1] показывает удовлетворительное их соответствие (рис.3.4). Анализ данных рис.3.4 подтверждает определяющее влияние соотношения V/q скорости удара к статическому давлению штампа на значение коэффициента "а".
Время удара т зависит от значения удельного импульса удара і и плотности грунта, характеризуемой коэффициентом уплотнения Ку (рис.3.5). Статистическая обработка экспериментальных данных, проведенная с использованием пакета STATISTIC А 5.0 позволила с коэффициентом достоверности множественной аппроксимации R=0,98 получить зависимость для определения значений т в зависимости от і и Ку:
-c=0,00651+0;5754-iU01-Ky n 738. (3.3)
Полученные экспериментальные данные свидетельствуют об увеличении значений х с ростом і и уменьшении их при возрастании плотности грунта, что хорошо согласуется с существующими представлениями [1, 38, 113]. Сопоставление экспериментальных значений т с известными данными [1, 31] показывает удовлетворительную сходимость результатов (рис.3.6).
Обработка экспериментальных осциллограмм развития контактных напряжений во времени при ударе одномассным штампом подтвердила возможность применения для описании данных процессов экспоненциально-синусоидальной функции [113]:
На рис.3.7 приведена экспериментальная осциллограмма и расчетная кривая развития контактных напряжений при ударе. Экспериментальная кривая 1 соответствует удару с i=0.01 МПа-с, т=25,076 кг, V=3,13 м/с, V/q=100. Кривая 2 представляет собой график функции (3.4) с параметрами оь, to и в, соответствующими кривой 1. Высокое значение коэффициента достоверности множественной аппроксимации R=0,985 свидетельствует о применимости функции вида (3.4) к анализу развития контактных напряжений при ударе одномассным штампом.
В экспериментах исследованиях с двухмассным штампом изучались закономерности влияния на развитие контактных напряжений соотношения масс mi/m2 штампа и интервала времени At между их ударами.
Исследования заключались в проведении однофакторных экспериментов с различными соотношениями масс x=mi/m2 и интервалами времени между их ударами At. Соотношения масс принимались из ряда mi/m2=l/l, mi/m2=2/l, mi/m2=l/2 (см.табл.3.5, 3.6). При этом при каждом соотношении масс поддерживались постоянные значения суммарного удельного импульса удара І=іі+І2=0,02 МПа-с, суммарной массы штампа ms=50,15 кг, скорости удара V=3,13 м/с и исследовалось влияние интервала времени At между ударами масс на закономерности изменения напряженно-деформировонного состояния грунта и результаты уплотнения.
При каждом фиксированном фиксированном соотношении масс mi/ni2=const исследовались закономерности развития контактных напряжений при отдельных ударах каждой массы двухмассного штампа и при наложении ударов его масс.
На рис. 3.8, 3.9 представлены экспериментальные осциллограммы контактных напряжений, полученные при ударах с At 9ь т.е. когда до начала удара верхней массой грунт полностью разгружался от напряжений удара нижней массой.
Анализ развития контактных напряжений ударов масс двухмассного штампа без перекрытия ударов (At Gi) (см. рис.3.8? 3.9) показывает возможность применения для анализа данных процессов зависимостей, полученных для удара одномассным штампом.
Развитие во времени контактных напряжений удара каждой массы ті(і) и cr2(t) описывается экспоненциально-синусоидальной функцией вида (3.4) с параметрами 7оь tоь і, сго2,102, Э2 определяемыми удельными импульсами каждого удара іь і2, соотношениями V/qb V/q2, и плотностью грунта.
Закономерности развития деформаций
Исследование закономерностей развития и накопления деформаций в объеме уплотненного грунта дает наиболее достоверные сведения об эффективности работы грунтоуплотняющих машин.
Экспериментальные исследования развития и накопления деформаций в грунте при ударе двухмассным штампом имели целью установление закономерностей данных процессов и проверку применимости для их описания закономерностей, установленных для одномассных штампов.
Достигаемая в результате внешнего воздействия деформация грунта зависит от его свойств и режима нагружения. Для одномассных штампов режим на-гружения характеризуется значением удельного импульса удара і и соотношением V/q. Для двухмассного штампа необходимо также учитывать соотношение масс x=mi/ni2 и интервал времени At между их ударами. Удельный импульс удара определяет общую деформацию грунта [113]. Послойное распределение деформации определяется распределением напряжений по глубине и также зависит от соотношения значений контактных напряжений с продолжительностью их действия на поверхности, определяемыми параметрами V/q, т тг и At.
Кроме напряжения, на деформации оказывает влияние фактор времени. Увеличение продолжительности действия напряжений способствует увеличению достигаемой деформации. Однако анализ известных данных [1] показывает, что при расчете деформаций от ударных нагрузок, обладающих сравнительно малой продолжительностью действия напряжений и высокими их значениями, влияние времени действия напряжений на значения достигаемых деформаций не велико (менее 10 %). Таким образом, именно значения действующих напряжений оказывают определяющее влияние на достигаемые деформации грунта и влиянием на деформации времени в приближенных расчетах можно пренебречь. Изменение относительной плотности грунта при циклических нагруже-ниях определяется величиной относительных остаточных деформаций после каждого цикла нагружения: sL =- -, (злі) где ботн , ботн "1 - соответственно, относительная плотность грунта после І-го и предыдущего (i-l)-ro удара; є І - относительная остаточная деформация, достигнутая в результате і-го удара. Относительная остаточная деформация после удара штампом в соответствии с [1] определялась как: =4-. (3.12) 1 d где Д І - осадка штампа после і-го удара, м; d- диаметр штампа, d=0,l м. На рисунках 3.20-3.24 приведены результаты исследований.
При ударных нагрузках, в силу высоких скоростей изменения напряженного состояния (более 10 МПа/с), в грунтах наблюдается отставание развития деформаций во времени по сравнению с напряжениями (рис. 3.20). С уменьшением удельного импульса удара и увеличением соотношения V/q отставание становится все более существенным. Анализ данных процессов удобно проводить по диаграммам напряжение (ст ) - деформация (є) в соответствующие моменты времени.
На рис. 3.21 представлена диаграмма а- є полученная при ударе одно-массным штампом с і=0,01 МПа-с и V/q=100. Участок ОАВ соответствует на-гружению грунта, участок ВСД - разгрузке. Деформации начинают развиваться, когда напряжения уже достигли значения А, что объясняется инерционными и вязкими свойствами грунта. Далее скорость развития деформаций возрастает, однако отставание от напряжения сохраняется (участок АВ). Деформация достигает максимума при частичной или полной разгрузке грунта (точка С). Восстановление обратимой деформации, обусловленной упругими и вязкими свой ствами грунта, характеризуется отрезком СЕ. Необратимая (остаточная) деформация, накопленная за удар, пропорциональна отрезку ОЕ.
На рис.3.22, 3.23 представлены экспериментальные осциллограммы развития напряжений и деформаций поверхности грунта при ударе двухмассным штампом.
При ударе нижней массы грунт выводится из состояния равновесия. Вследствие запаздывания в развитии деформации, нанесение второго удара через интервал времени to і At т, приходится на время интенсивного развития деформации от первого удара. Энергия второго удара в этом случае в меньшей степени расходуется на преодоление упругих сопротивлений грунта, способствуя увеличению необратимых деформаций. Следствием этого является активное развитие деформации уже после снятия напряжений второго удара, и, соответственно, увеличение необратимой ее составляющей.
Для двухмассных штампов, характеризующихся возможностью изменения соотношения масс и интервала времени между их ударами
С увеличением интервала времени между ударами масс в пределах At[toi; т] происходит уменьшение амплитудных значений результирующих контактных напряжений, при одновременном увеличении их продолжительности действия и глубины распространения в грунте. Это приводит к уменьшению деформации поверхности грунта и лучшему уплотнению глубинных слоев. Следовательно, при заданных суммарном удельном импульсе і и скорости удара V существуют рациональные, соотношения ml/m2 и At, обеспечивающие наилучший эффект уплотнения слоев грунта различной толщины.
Обработка экспериментальных данных показала возможность использования зависимости (3.13) для определения остаточной деформации при ударе двухмассного штампа. При этом в (3.13) под ег понимаются максимальные напряжения при ударе двухмассного штампа.
При исследовании накопления деформации грунта при повторяющихся нагрузках, датчики давления в грунт не закладывались и грунт представлял собой полупространство, как при работе реальных трамбующих машин. В каждой серии ударов при заданном соотношении масс поддерживалось постоянство скорости удара V=const и интервала времени между ударами масс двухмассного штампа At=const.
Анализ кривых накопления остаточной деформации (осадки) за серию ударов подтверждает эффективность режимов нагружения, реализуемых двух-массным штампом (рис.3.24). Накопление деформации при ударах двухмасс-ным штампом с соотношением масс ml/m2=l происходит в 1,5 раза быстрее, чем при использовании одномассного штампа равной массы и скорости удара.
Алгоритм и программа расчета параметров и режимов работы одномассных и двухмассных штампов трамбующих машин
После написания и отладки программы расчета параметров и режимов работы одномассных штампов была выполнена серия расчетов при различных значениях исходных данных с целью оценки достоверности результатов расчета по программе с ранее известными данными и определения рациональных параметров одномассных штампов..
К конструктивным параметрам штампа, по аналогии с [1], были отнесены: диаметр основания штампа d7 скорость удара V и удельный импульс удара i=4m-V/(7i-d2). Диапазоны изменения и число интервалов разбиения параметров определялись с учетом рекомендаций [1, 38, 112] и возможностей базовых машин (табл.5.1). Результаты расчетов представлены в Приложении 1.
Учитывая, что около 70% грунтов, встречающихся при строительстве на территории России - связные [126], в качестве грунта был выбран средний суглинок оптимальной влажности с содержанием глинистых частиц Ara=14 %. Исходная и требуемая относительные плотности составляли, соответственно, 8"4),85 и 5 =0,98.
В качестве ограничений при расчете были приняты: 1) условие непревы-шепия действующими напряжениями предела прочности грунта а [ар]; 2) ограничения требуемого для достижения заданной плотности количества ударов п 100.
Сравнение результатов расчетов по разработанной методике с известными данными [1, 106] показывает их соответствие существующим представлениям о характере и закономерностях распределения напряжений по глубине зоны уплотнения и накопления деформаций. ченное по зависимостям [1, 36, 113], а также по разработанной методике. Представленные графические зависимости имеют сходный вид, что подтверждает возможность применения предлагаемой методики к расчету параметров и режимов работы одномассных штампов трамбующих машин.
Ранее проведенными исследованиями [1, 38, 68, 106, 113] установлено, что основными факторами, определяющими процесс ударного уплотнения, являются удельный импульс удара і и отношение V/q, влияющее на скорость изменения напряжений на поверхности грунта при ударе и распределение их по глубине. Здесь q - статическое давление штампа на грунт, МПа: q=4m g/(7i d).
Полученные результаты подтверждают данное положение. На рис.5.2 представлены распределения напряжений по глубине зоны уплотнения при ударе с i=const=0,01 МПа-с при различных значениях V/q. Здесь глубина уплотнения Ну приведена к диаметру основания штампа & Увеличение отношения V/q приводит к росту амплитудных значений напряжений на поверхности и быстрому их затуханию по глубине. Это связано с сокращением времени действия напряжений на поверхности, а также уменьшением скорости распространения волн напряжений с ростом значения напряжения во фронте волны, что подтверждается экспериментальным данным [38,108 118].
С увеличением значения удельного импульса удара і возрастают значения напряжений на всех уровнях зоны уплотнения. Распределение напряжений по глубине при этом определяется отношением V/q (рис.5.3). Характерным является замедление прироста напряжений на различных глубинах с ростом і. Это подтверждает известное положение [1] о существовании рациональных диапазонов значений удельного импульса удара.
Значение диаметра штампа d оказывает существенное влияние на глубину уплотнения Ну. Взаимосвязь между этими параметрами определяется го соотношения Hy=(l,0-i,2)-d [1, 112]. При фиксированном значении удельного импульса удара, заданное отношение V/q может быть получено при различных значениях диаметрах штампа d за счет увеличения массы рабочего органа m или скорости удара V. При этом максимальная масса штампа ограничена грузо подъемностью базовой машины Q и не должна превышать (0,25-0,33)Q6M [26-28] для обеспечения нормативного срока службы базовой машины. Максимальная скорость удара определяется конструктивно возможной высотой подъема штампа базовой машиной для заданных значений массы штампа и вылета стрелы.
Анализ результатов расчета показывает, что при фиксированных i, V/q и глубине уплотнения Ну увеличение диаметра штампа d приводит к уменьшению количества ударов, необходимых для достижения требуемой плотности на заданной глубине. Однако для глубины уплотнения, приведенной к диаметру штампа Hy/d=const при равных V/q требуемое количество ударов постоянно n onst при і =const.
Таким образом, требуемое для достижения заданной плотности количество ударов зависит от удельного импульса удара і и отношений V/q и Hy/d. При Hy/d l для различных значений і существуют диапазоны отношений V/q, при которых минимизируется необходимое число воздействий. При Hy/dS:l для всех значениях і требуемое количество ударов увеличивается с ростом V/q.
Возрастание V/q приводит к увеличению амплитудных значений контактных напряжений и уменьшению продолжительности их действия. Область высоких значений напряжений локализуется в верхних слоях грунта (Hy/d 0,5). Следствием этого является быстрое накопление деформации в этой области и уменьшение требуемого числа ударов для достижения заданной плотности на глубине Hy/d 0,5 при возрастании V/q (рис. 5.4, а). Увеличение удельного импульса удара і при фиксированных отношениях V/q приводит к возрастанию напряжений на всех глубинах (рис.5.3), что также сокращает требуемое для достижения заданной плотности число ударов.
