Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 [ 57 ] 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148

Шкала сопротивляемости мерзлых грунтов резанию

Таблица 24

Примечание, С - число ударов динамического плотномера; k - удельное сопротивление резанию (кГ/см) для 6 = 3 см.

жения разрыва, а энергоемкость разработок мерзлых грунтов будет минимальной, если применять скол узким клином с отрывом.

На основании результатов нескольких серий опытов с мерзлыми грунтами при достаточной (не менее чем четырехкратной) их пов-торности А. Н. Зелениным составлена шкала сопротивляемости мерзлых грунтов резанию, в сокращенном виде (для двух мерзлых грунтов), приведенная в табл.24.

Шкала сопротивляемости резанию мерзлых грунтов построена по двум показателям: 1 по числу ударов С ударника ДорНИИ и 2 - по удельным сопротивлениям резанию k (эталонного режущего инструмента с шириной 6 = 3 см, углом заострения р=180° и углом резания а = 90°).

На основании результатов произведенных экспериментальных исследований сопротивления резанию мерзлых грунтов для определения усилия резанию Р (в случае применения экскаваторов и тягачей с двигателями мощностью в 50 л. с. и более и возможности применения их для непосредственного резания мерзлых грунтов режущим органом элементарного типа) А. Н. Зеленин рекомендует эмпирическую формулу, которая при оптимальном для мерзлых грунтов угле резания а = 30 имеет следующий простой вид:

РСкУЪ, (IV.9)

где С - число ударов динамического плотномера с цилиндрическим наконечником площадью 1 см; А - коэффициент затупления, равный для слегка затупленного рабочего органа 1, для острого - 0,85 и возрастающий по мере увеличения износа до 2.

Величина С берется из табл. 24, величинами h и b - задаются конструктивно (причем при h/bS форма наконечника не оказывает существенного влияния на усилие резания), а величина А должна уточняться опытным путем на месте работ.

Приведенные данные являются основой для расчета усилий резания мерзлых грунтов в различных условиях.

§ 6. Величины критических и расчетных сопротивлений мерзлых грунтов

Величины критических сопротивлений мерзлых грунтов определяются аналитическим расчетом по зависимостям, вытекающим из теории предельного напряженного состояния грунтов.

Как было рассмотрено в § 3 настоящей главы, уравнением предельного напряженного состояния мерзлых грунтов при не очень больших давлениях (до 10-20 кГ/см) может служить линейная зависимость предельного (разрушающего) сопротивления сдвигу от нормального давления (формула IV.4), т. е.

где с 8/- сцепление мерзлых грунтов, зависящее (в отличие от грунтов немерзлых) как от величины отрицательной температуры

- Э°С, так и от времени действия нагрузки t, причем при действии постоянной нагрузки должна учитываться релаксация сопротивления мерзлых грунтов, и в расчетах приниматься предельно-длительная величина сцепления Сдл; фе, ""коэффициент внутреннего трения, величина которого также зависит от отрицательной температуры - 0 н времени и в расчетах предельной нагрузки должно учитываться его предельно-длительное значение фдл*, р - величина внешнего давления, кГ/см. Таким образом будем иметь

расч t„p = с,, + 1g ср ,/7. (I V.4)

Как уже отмечалось ранее, для мерзлых и вечномерзлых грунтов, особенно глинистых, превалирующее значение в обихем сопротивлении сдвигу имеет сцепление, которое для них в десятки раз больше, чем для грунтов немерзлых; величина же коэффициента внутреннего трения tg9 для высокотемпературных мерзлых грунтов, особенно нри длительном действии нагрузок, имеет значительно меньшее значение. Поэтому дисперсные мерзлые грунты при величине угла их внутреннего трения ф, -меньшем примерно 20° (см. ниже), можно рассматривать как идеально связанные материалы и при определении предельной нагрузки не учитывать их сопротивление трению, что идет в некоторый запас и значительно упрощает все расчеты, не внося сколько-нибудь недопустимых погрешностей. Это тем более законно, что величина сил сцепления, определяемая по методу шаровой пробы, как указывалось ранее, учитывает не только сцепление, но, косвенно, и трение грунта.

При определении критических сопротивлений мерзлых грунтов следует различать два критерия: 1-начальную критическую нагрузку нач Ркр, при которой еще не возникает в грунте под фундаментами сооружений опасных пластических течений (зон предельного - равновесия) и 2 - предельную критическую нагрузку на грунт пред Ркр, исчерпывающую несущую способность мерзлых грунтов, при достижении которой возникает прогрессирующее течение грунта, приводящее его к разрушению или к полной потере устойчивости.

Начальная критическая нагрузка (критическое давление на грунт) при действии равномерно распределенной полосовой нагрузки, в случае плоской задачи определяется исходя из следующих соотношений.

Условием предельного равновесия идеально связного грунта {сфй и <p = 0) в любой его точке будет: максимальное сдвигающее напряжение max t равно длительному сцеплению Сдл мерзлого грунта в этой точке, т. е.

maxt;r,. (Bi)

Если же сдвигающее напряжение станет больше сцепления грунта в данной точке, то в ней возникнет площадка сдвига, а ряд следующих друг за другом площадок образует зону сдвигов (область предельного напряженного состояния).