Характеристики поверхности движения

Поверхность движения –это верхний слой земной поверхности.

По проходимости поверхности движения классифицируются на: -усовершенствованные дороги – дороги с твердым покрытием, которые в зависимости от пропускной способности, ширины и профиля дороги, состояния покрытия разделяются на 5 категорий;

-неусовершенствованные дороги- дороги без твердого покрытия (проселочные, лесные, полевые и др.);

-бездорожье (грунт, снег, лед, почва).

Почва от грунта отличается только плодородием.

По гранулометрическому составу грунты классифицируются на:

- крупнобломочные грунты –грунты, в которых частицы грунта размером более 2 мм;

- песчаные грунты-грунты, в которых частиц размером более 2 мм не более 25%;

- глинистые грунты- грунты, в которых частицы грунта £ 0,005 мм.

По содержанию глинистых частиц грунты классифицируются на:

-песчаные грунты -грунты, которые содержат глинистых частиц до 3%;

- супесчаные грунты- грунты, которые содержат глинистых частиц от 3% до 12%;

-суглинистые грунты- грунты, которые содержат глинистых частиц от 12% до 18%;

- тяжелые суглинистые грунты- грунты, которые содержат 18…25% глинистых частиц;

- глинистые грунты- грунты, которые содержат глинистых частиц более 25%

Принято считать сыпучими песчаные и супесчаные грунты, а связанными- суглинистые,тяжелые суглинистые и глинистые.

. Физические свойства деформируемой поверхности движения оцениваются рядом параметров, основные из них:

-влажность ,

где т_в – масса воды, находящейся в грунте; т_с –масса сухого вещества в грунте;

-предел текучести – влажность, при которой стандартный конус за 5с под действием собственного веса погружается на глубину 10 мм;

-предел пластичности – влажность, при которой образец грунта раскатывается в шнур Æ 3мм без разрушения на куски;

-липкость, которая характеризуется силой, необходимой для отрыва прилипшей к грунту пластины, отнесенной к единице площади

,

где F_max –сила, приложеная к образцу; А- площадь образца;

-плотность грунта ,

где m_г и V_г – соответственно масса и объем грунта.

Механические свойства деформируемой поверхности характеризуются :

-нормальной деформируемостью грунта под действием силы тяжести;

- касательной деформируемостью грунта под действием продольных сил.

Под действием нормальной нагрузки происходит деформация грунта. При этом в общем случае давление на грунт зависит от глубины погружения.

На рис.10.1 приведены экспериментальные зависимости давления на грунт Р_г от глубины погружения h_г для однородного грунта и грунта с твердым основанием.

Условно зависимость разбивают на три участка:

І – сжатие;ІІ- уплотнение и сдвиг;ІІІ – вытеснение грунта.

М.Н. Летошнев предложил эмпирическую зависимость между давлением на грунт и глубиной погружения , (10.1)

где с_г, m - эксперимен-тальные коэффициенты.

Рис.10.1 Зависимости Р_г=f (h_г.)

М.Г. Беккер рекомендует учитывать размеры штампа. Полученная им эмпирическая зависимость имеет вид

,

где в – ширина штампа;

к₁, к₂, m - экспериментальные коэффициенты, характеризующие грунт.

Для характеристики нормальной деформируемости грунта вводится понятие несущая способность грунта Р_S – давление, при котором штамп погружается в грунт без роста давления.

Касательная деформируемость грунта под действием продольной силы характеризуется сопротивлением сдвигу. Расчетная схема для определения сопротивление сдвигу грунта представлена на рис. 10.2.

К штампу, нагруженному нормальной силой F_Z, прикладывается продольная сила F_х. В общем случае для сдвига грунта необходимо преодолеть сопротивление сил внутреннего сцепления и трения между частицами грунта.

Рис.10.2 Определение сопротивления сдвигу грунта

Из равенства сил вправе записать

, (10.2)

где - сила внутреннего сцепления между частицами грунта;

- сила внутреннего трения между частицами грунта.

Сила внутреннего сцепления между частицами грунта определяется по формуле

,

где С₀ – коэффициент внутреннего сцепления между частицами;

А – площадь сдвига.

Сила трения между частицами грунта равна

,

где - коэффициент внутреннего трения между частицами грунта;

F_z –нормальная сила, действующая на штамп.

Принято выражать коэффициент внутреннего трения между частицами грунта через угол внутреннего трения ,

где - угол внутреннего трения.

После подстановки полученных значений сил трения и сцепления в уравнение (10.2) имеем

. (10.3)

Разделив на площадь сдвига А правую и левую части этого уравнения, получим зависимость для определения сопротивление сдвигу грунта под действием продольных сил

, (10.4)

где - сопротивление сдвигу грунта, численно равное силе, необходимой для сдвига единице площади грунта.

Уравнение (10.4) описывает закон Кулона-Мора.

В качестве примера в табл. 10.1 приведены экспериментальные значения коэффициента внутреннего сцепления и угла трения для трех деформируемых поверхностей.

Таблица 10.1 Коэффициенты внутреннего сцепления и трения

Литература

1.Литвинов А.С., Фаробин Я.Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств.- М.: Машиностроение, 1984.-272 с., с.-212…216.

2. Гришкевич А.И. Автомобили:Теория.-Минск: Вышэйш. Шк.,1986.-240 с.,

с.-168…169

3. Барахтанов Л.В., Беляков В.В., Кравец В.Н. Проходимость автомобиля.-Н.Новгород,1996. –198 с.,с.-5…42.

4. Кошарний М.Ф. Основи механіки та енергетики автомобіля.-Київ: Вища шк.,1992.-200с., с.-170-174.

Контрольные вопросы

1. Как по проходимости классифицируются автомобили?

2. Какие типы шин применяются на автомобилях повышенной и высокой проходимостей?

3. Что такое понятие усовершенствованные дороги?

4. На сколько категорий разделяются усовершенствованные дороги?

5. Чем отличается почва от грунта?

6. Перечислите физические свойства деформируемой поверхности.

7. Чем характеризуется нормальная деформируемость грунта?

8. Как изменяется давление на грунт в зависимости от глубины погружения?

9. Что обозначает понятие несущая способность грунта?

10. Чем характеризуется касательная деформируемость грунта?

11. Что обозначает понятие угол трения?

12. От чего зависит сила сопротивления сдвигу грунта?