Способы возведения земляных сооружений, рабочие органы машин и их классификация

Земляные сооружения - это устройства в грунте, полученные в результате его удаления за пределы сооружений, или из грунта, внесенного в сооружения из вне. Это выемки и насыпи. Различают выемки: котлованы, траншеи, канавы, кюветы, ямы, скважины, шпуры, каналы. Насыпи: кавальеры, резервы, насыпи, дамбы, платины.

Способы разработки грунтов разделяют в зависимости от способа их разрушения. Наибольшее применение нашло механическое разрушение грунтов (резание). Различают статистическое и динамическое (ударное и виброударные) разрушение грунтов. Энергоёмкость механического разрушения грунта составляет от 0,05 до 0,5 кВтч/м³, которым выполняют 85% всего объёма земляных работ в строительстве.

Есть комбинированные способы: газомеханический, гидравлический (гидромониторы, земснаряды), гидромеханический, взрывной, термомеханический, термопневматический и электрогидравлический.

Реже применяют физические способы разрушения грунтов (прожигание, оттаивание, токов высокой частоты, ультразвука, электромагнитной и инфракрасной энергии). Выбор способа зависит от прочности грунта, его мерзлоты (сезонного промерзания).

Таблица 7.1

Классификация грунтов по профессору А.Н. Зеленину:

Категория грунта	Плотность, кг/м³	Число ударов плотно-мера	Коэф-фициент разрых-ления	Удельное сопротивление, кПа
резанию	копанию при работе
прямыми и обрат-ными лопатами	драг-лайнами	экскаваторами непрерывного копания
поперечного копания	траншей-ными
роторными	цепными
I	1,2-1,5	1-4	1,08-1,17	12-65	18-80	30-120	40-130	50-180	70-230
II	1,4-1,9	5-8	1,14-1,28	58-130	70-180	120-150	120-250	150-300	210-400
III	1,6-2	9-16	1,24-1,3	120-200	160-280	220-400	200-380	240-450	380-660
IV	1,9-2,2	17-35	1,26-1,37	180-300	220-400	280-490	300-550	370-650	650-800
V	2,2-2,5	36-70	1,3-1,42	280-500	330-650	400-750	520-760	580-850	700-1200
VI	2,2-2,6	71-140	1,4-1,45	400-800	450-950	550-1100	700-1200	750-1500	1000-2200
VII	2,3-2,6	141-280	1,4-1,45	1000-3500	1200-4000	1400-4500	1800-1500	2200-5500	2000-6000
VIII	2,5-2,8	281-560	1,4-1,6	-	220-250	230-130	-	-	-

Характеристики грунтов, влияющие на процесс их взаимодействия с землеройными и грунтоуплотняющими рабочими органами машин, следующие: влажность (оптимальная - пески - 8 - 14%, глины 20-30%);коэффициент разрыхления (пески - 1, 0,8-1,15; мерзлый грунт 1,45 - 1,6);коэффициент остаточного разрыхления (пески и суглинки - 1,02- 1,05; скальные 1,2 - 1,3);уплотняемость (коэффициент уплотнения 0,9- 0,1);прочность и деформируемость;силы внутреннего и внешнего трения (коэффициенты: внутреннее трение-0,18-0,7 внешнее трение 0,15-0,55);изнашивание (абразивность);липкость.

Рабочие органы, с помощью которых грунт отделяют от массива (ковши, отвалы, зубья) называют землеройными. Их называют ковшовыми, отвальными, зубья рыхлителей. Отвалы оснащают в нижней части ножами - ножевые овалы (рис. 7.2).

Режущая часть рабочего органа имеет форму заостренного клина, ограниченного передней 1 и задней, 2 гранями, линию пересечения которых называют режущей кромкой (рис 7.3). Угол δ, образуемый с направлением движения клина его передней гранью, называется углом резанья. Угол θ, образующий с тем же направлением задней гранью - задним углом. Усилие Р, с которым клин воздействует на грунт называют усилием копания, а равное ему по модулю, но противоположно направленное усилие Ро- сопротивлением грунта копанию.

Рис.7.3. Параметры режущего клина: 1-передняя грань; 2-задняя грань; 3-линия пересечения граней или режущая кромка; 4-заостренный клин; δ – угол резания; θ – задний угол; υ – угол заострения.

Запишем другие составляющие сопротивления грунта копанию: сила трения между рабочим органам и грунтом, сопротивление перемещению призмы грунта перед рабочим органом (призма волочения), сопротивление перемещению грунта в ковш (при ковшевом рабочем органе), сопротивление перемещению грунта по отвалу (при отвальном рабочем органе).

Сопротивление грунта резанию зависит от вида грунта и параметров рабочего органа, а сопротивление копанию ещё от способа разработки(типа машин, см. табл. 7.1).

Машины классифицируют по назначению: землеройные, землеройно-транспортные, бурильные, оборудование гидромеханизации. По режиму работы: цикличного и непрерывного действия. По степени подвижности: самоходные, прицепные, стационарные и полустационарные. Землеройные машины для отрывки и перемещения грунта в пределах зоны досягаемости рабочего органа в отвал либо в транспорт( одно-, многоковшовые и роторные экскаваторы). Землеройно-транспортные - для послойной разработки грунта и перемещения его на большее расстояния (бульдозеры, скреперы, грейдеры, грейдеры — элеваторы, стругометатели).

Бурильные машины - для бурения скважин, шпуров. Они позиционного действия.

Средства гидромеханизации - для разработки грунта с использованием скоростного напора струи воды или водяного потока. Машины и оборудованиядля уплотнения грунтов, для разработки мёрзлых грунтов, для бестраншейной прокладки коммуникаций.Машины для полготовительных работ: кусторезы, корчеватели-собиратели, рыхлители, оборудование для водоотлива и понижения уровня грунтовых вод.

Землеройные машины

Дата добавления: 2017-08-01; просмотров: 364;