Systems. Methods. Technologies 4(36) 2017

Systems Methods Technologies. E.G. Khitrov et al. Theoretical estimation …2017 № 4 (36) p. 152-156 152 УДК 625.003 DOI: 10.18324/2077-5415-2017-4-152-156 Теоретический расчет конусного индекса заболоченного грунта Е . Г . Хитров 1 a , М . Н . Дмитриева 1 b , В . А . Лухминский 1 с , А . М . Хахина 2 d , И . В . Григорьев 3 e , В . А . Иванов 4 f 1 Санкт - Петербургский государственный лесотехнический университет им . С . М . Кирова , пер . Институтский 5, Санкт - Петербург , Россия 2 Санкт - Петербургский политехнический университет Петра Великого , ул . Политехническая 29, Санкт - Петербург , Россия 3 Якутская государственная сельскохозяйственная академия , ш . Сергеляхское 3, Якутск , Россия 4 Братский государственный университет , ул . Макаренко 40, Братск , Россия a yegorkhitrov@gmail.com, b maryndmitrieva@gmail.com , c vladl1112@yandex.ru , d hahin@mail.ru, e silver73@inbox.ru , f ivanovva55@mail.ru Статья поступила 1.10.2017, принята 16.10.2017 Целью исследования является получение зависимости , связывающей сопротивление заболоченного почвогрунта вдавлива - нию конического индентора с модулем деформации грунта . Результаты получены на базе экспериментальных сведений о фи - зико - механических свойствах заболоченных грунтов и теоретических зависимостей механики контактного взаимодействия . При получении расчетных зависимостей использованы численные методы аппроксимации данных . На первом этапе исследо - вания по результатам аппроксимации статистических сведений о физико - механических свойствах покрытия мохового , тра - вяного , лесного и осушенного болота получены линейная зависимость удельного сцепления заболоченного почвогрунта от мо - дуля деформации , логарифмическая зависимость угла внутреннего трения заболоченного почвогрунта от модуля деформации и линейная зависимость модуля сдвига заболоченного почвогрунта от модуля деформации . На втором этапе выполнен тео - ретический расчет конусного индекса с использованием зависимостей , полученных предыдущими исследователями , апробиро - ванных и подтвержденных экспериментально для глинистых и суглинистых грунтов , а также для лесных почвогрунтов . Рас - чет выполнен при диаметре основания конуса 35,7 мм , длине конической части пенетрометра 31 мм , угле при вершине конуса 30 о с использованием выражений для угла внутреннего трения , внутреннего сцепления и модуля сдвига через модуль деформа - ции , полученных на первом этапе . По результатам аппроксимации расчетных данных получена линейная зависимость для оценки конусного индекса по модулю деформации заболоченного почвогрунта ( также приводится формула для оценки модуля деформации заболоченного почвогрунта по конусному индексу ). Коэффициент пропорциональности в полученной зависимо - сти , равный 1,1319, сравнен с известным ранее экспериментальным значением коэффициента пропорциональности органо - минеральных глинистых грунтов ( илов ), находящимся в пределах от 0,4 до 4. На основании результатов сравнения сделан вывод о том , что полученная линейная зависимость в целом не противоречит опубликованным ранее экспериментальным данным . Ключевые слова : конусный индекс ; модуль деформации ; заболоченный почвогрунт ; физико - механические свойства грун - та ; контактная задача . Theoretical estimation of wetland soil cone index E.G. Khitrov 1 a , M.N. Dmitrieva 1 b , V.A. Lukhminskij 1 c , A.M. Khakhina 2 d , I.V. Grigorev 3 e , V.A. Ivanov 4 f 1 St. Petersburg State Forest Technical University under name of S.M. Kirov; 5, Institutsky Per., St. Petersburg, Russia 2 Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University; 29, Polytechnicheskaya St., St. Petersburg, Russia 3 Yakutsk State Agricultural Academy; 3rd km, 3, Sergelyakhskoe Highway, Yakutsk, Russia 4 Bratsk State University; 40, Makarenko St., Bratsk, Russia a yegorkhitrov@gmail.com, b maryndmitrieva@gmail.com , c vladl1112@yandex.ru , d hahin@mail.ru, e silver73@inbox.ru , f ivanovva55@mail.ru The article was received 1.10.2017, adopted 16.10.2017 The aim of the study is to obtain a relationship linking wetland soil resistance to indentation of the conical indenter and the soil deformation modulus. The research results are obtained on the basis of experimental data on the physical and mechanical proper- ties of wetland soils and theoretical dependencies of contact mechanics. When obtaining the calculated dependencies, numerical methods of data approximation are used. In the first stage, the study obtains a linear dependence of the inner cohesion of wetland soil of the deformation modulus, logarithmic dependence of the angle of internal friction of wetland soil on the module of deforma- tion and linear dependence of the shear modulus deformation of wetland soil of the deformation modulus. The dependencies come as a result of approximation of statistical data on the physical and mechanical properties of moss, grass, forest and dry swamp. The second stage provides calculation of the cone index with the theoretical dependencies, obtained by previous researchers and verified experimentally for clay and loam soils, as well as for forest soils. Calculation is made with a base cone diameter of 35,7 mm, the length of the conical portion penetrometer 31 mm, the cone apex angle of 30 o using the expressions for the angle of internal friction,