Systems. Methods. Technologies 4(36) 2017

Системы Методы Технологии . Е . Г . Хитров и др . Теоретический расчет … 2017 № 4 (36) с . 152-156 153 cohesion and shear modulus through deformation modulus obtained in the first stage. As a result of the calculated data approxima- tion, the study obtains a linear dependence to assess the cone index of wetland soil with deformation modulus (as well as a formula for estimating deformation modulus of wetland soil with cone index). The proportionality factor in the resulting dependence equals to 1,1319, compared with previously known experimental value of the coefficient for organic-clay soils (silt), ranging from 0,4 to 4. Basing on the comparison of the results, the paper concludes that, in general, linear relationship, obtained in the paper, is consis- tent with experimental data published previously. Keywords: cone index; deformation modulus; waterlogged soils; physical and mechanical properties of soil; contact problem. Введение В зарубежных исследованиях представлено множество моделей для прогноза тягово - сцепных свойств и глубины колеи , полученных при помощи WES - метода . WES - метод предполагает построение моделей либо по результатам полевых испытаний техники , либо по экспериментальным данным , полученным на модельных стендах . При этом основной характеристикой почвогрунта является показатель сопротивления вдавливанию конического индентора — конусный индекс ( cone index ), определяемый экспериментально при помощи стандартизованного прибора ( пенетрометра ) и представляющий собой отношение усилия вдавливания пенетрометра к площади горизонтальной проекции конической части наконечника пенетрометра . Конусный индекс является интегральной характеристикой прочностных свойств почвогрунта . Результаты экспериментальных замеров тягово - сцепных свойств или глубины колеи аппроксимируют функциями конусного индекса почвогрунта и движителя машины ( приведенная нагрузка , геометрические параметры движителя , жесткость ). Эти приближенные функции и называются WES - моделями . У WES - моделей есть очевидные достоинства : они просты в использовании и близки к опытным данным . Но для их построения необходимы обширные , трудоемкие эксперименты . Сугубо эмпирический характер затрудняет анализ и обобщение взаимосвязей факторов , включаемых в модели , и исследуемых показателей процесса взаимодействия движителя машины с почвогрунтом . В отечественной школе разработан теоретический аппарат , базирующийся на решениях ряда задач о вдавливании штампа ( как модели движителя ) в деформируемое полупространство ( как модели почвогрунта ). Теория позволяет учесть как геометрию , так и жесткость штампа , что делает возможными расчеты для шин различной конструкции . В расчетных зависимостях свойства почвогрунта характеризуют несколько показателей — модуль деформации , удельное сцепление , угол внутреннего трения , модуль сдвига , удельный вес , толщину деформируемого слоя . Теоретические зависимости нуждаются в экспериментальной проверке . Можно предположить , что источником сведений для проверки могут являться WES - модели . Но для этого необходимо соотнести характеристики почвогрунта в рамках двух подходов , т . е . принять зависимость для расчета конусного индекса по физико - механическим свойствам почвогрунта , использующимся в теории . Целью настоящей работы является получение за - висимости , связывающей сопротивление заболоченно - го почвогрунта вдавливанию конического индентора с модулем деформации грунта . Материалы и методы исследования . Результаты исследования получены на базе экспериментальных сведений о физико - механических свойствах заболо - ченных грунтов и теоретических зависимостей механи - ки контактного взаимодействия . При получении рас - четных зависимостей использованы численные методы аппроксимации данных . Результаты исследования . Физико - механические свойства заболоченного грунта . Данные о физико - механических свойствах заболоченных грунтов по [1] представлены в табл . 1. Таблица 1 Физико - механические свойства заболоченных грунтов Вид болота Характеристика дернового покрова ц , о C , кПа E , МПа G , МПа Моховое Преобладают сфагновые мхи без кустарника 12–14 5–8 0,26– 0,29 0,36– 0,43 Преобладают сфагновые мхи с кустарником 13–16 10–17 0,36– 0,43 0,48– 0,63 Преобладают гипновые мхи с кустарником 11–15 8–14 0,29– 0,34 0,43– 0,57 Травяное Осоковый по - кров с развиты - ми осоковыми кочками 18–20 26–45 1,05– 1,58 0,84– 1,26 Осоковый по - кров с межко - чечными понижениями 3–8 4–14 0,14– 0,24 0,34– 0,57 Лесное Березово - лесной в межкочечных понижениях 5–7 4–10 0,09– 0,14 0,34– 0,48 Осушенное Гипново - осоково - лесной 16–20 30–50 0,65– 1,4 0,93– 1,38 Данные , представленные в табл . 2, проиллюст - рированы графиками на рис . 1–3.