Введение к работе
В последние годы в регионе Средней Азии и в Казахстане широкое распространение получает при строительстве подземных сооружений прогрессивный способ "стена в грунте", сущность которого заключается в разработке глубоких траншей под слоем глинистого раствора. Практическая глубина разработіси грунтов в настоящее время составляет 20-50 м, наблюдается тенденция к увелнченшо глубины разрабатываемых траншей. За рубежом достигают до глубины 80...100 м и более. Сложным элементом в технологической цепн является копание глубоких траншей под гидростатическим давлением глинистого раствора.
В связи с этим актуальными становятся вопросы определения рациональных конструкций, параметров и режимов работы рабочих органов землеройных машин при наличии гидростатического давления глинистого раствора. Эти вопросы особенно актуальны в связи с созданием средств механизации для подводных земляных работ на дне Каспийского и Аральского морей по прокладке нефте-газонроводов и гидротехнического строительства.
Наиболее широко применяются для разработки глубоких траншей рабочие органы грейферного типа. Существенным преимуществом грейферных рабочих органов является отсутствие необходимости наличия специального оборудования для транспортировки пульпы из траншеи и регенерации глинистого раствора. Вместе с тем, процесс взаимодействия грейферных рабочих органов с грунтом при наличии водной среды изучен недостаточно. Л гидростатическое давление жидкой среды увеличивает энергоемкость копания грунтов и с ростом глубины разработки траншей вредное влияние гидростатического давления па процесс копания возрастает. В связи с этим создание
эффективных грейферных рабочих органов землеройных машин, работающих под слоем жидкой среды является актуальной задачей.
Цель работы, Повышение эффективности грейферных рабочих^ органов землеройных машин при производстве работ способом "стена в грунте" путем улучшения процесса подводного копания грунтов.
Научная повита. Разработаны математические модели вдавлішапня в грунты жестких штампов-клиньев и копания грунтов челюстями грейферов под гидростатическим давлением.
Получены уравнения регрессии вдавливания штампов в грунт с учетом влияния гидростатического давления.
Разработана методика определения минимальной толщины грунта в контейнере на стендовом оборудовании.
Разработаны принципы снижения энергоемкости процесса подводного копания грунтов грейферным рабочим органом за счет уменьшения вредного влияния пщростатического давления.
Практическая ценность. Разработан стенд, позволяющий моделировать процесс копания грунтов грейферным рабочим органом для различных значений глубины погружения.
Разработаны методика расчета основных параметров . и рекомендации по проскшрованшо грейферных рабочих органов траншеекопателей, используемых при строительстве способом "стена в грунте".
Методы исследования. Использованы основные положения математического и физического моделирования, математической статистики, механики грунтов и сплошных сред, теории резания груїгтов, методов планирования экспериментов.
Реализация работы. Результаты работы использованы в Кыргызском Государственном университете строительства, транспорта и архіггектурьі (КГУСТЛ) при выполнении НИР по бюджетной теме.
Стенд для исследования процесса копания фунтов под гидростатическим давлением, а таїсже рекомендации по проектированию и методика расчета основных параметров грейферных органов для производства работ способом "стена в грунте" используются в учебном процессе.
Апробация работы. Основные положения диссертации рассмотрены и одобрены: международной научно-технической конференцией "Развитие строительных машин, механизации и автоматизации строительства и открытых горных работ" (Москва, 1996); международной научно-технической конференцией "Механизация строительства и совершенствование горных дорог" (Бишкек, 1996); научно-исследовательской конференцией КАСИ (Бишкек, 1995-97); научно-исследовательской конференцией ААДИ (Алматы, 1995-96); научным семинаром КазАТК (Алматы, 1997); Казахстанско-Российской научно-практической конференцией «Математическое моделирование научно-технологических и экологических проблем в нефтегазодобывающей промышленности» (Алматы, 1997); кафедрой "Строительные и дорожные машины" КазАТК (Алматы, 1997); кафедрой "Строительные и дорожные машины" и НТС КГУСТА (Бишкек, 1996-98).
Публикации. По результатам диссертации опубликовано 8 печатных работ.
Объел* работы. Диссертационная работа включает 169' страниц машинописного текста, 8 таблиц, 54 рисунка, список использованной литературы из 133 наименований и приложения на 9 страницах.
На защиту выносятся: результаты теоретического анализа процессов взаимодействия грейферных рабочих органов с грунтом под гидростатическим давлением; сравнительная оценка рабочих органов, используемых при разработке траншей способом "стена в грунте"; схемы взаимодействия грейферных рабочих органов с грунтом при наличии водной среды; принципы конструкции грейферных рабочих органов, позволяющих снизить вредное влияние гидростатического
давлення; методика и результаты экспериментальных исследований процессов копания грунтов грейферным оборудованием под гидростатическим давлением; рекомендации по проекшрованию и методика расчета параметров грейферных рабочих органов, используемых при строительстве способом "стена в груше".
