Systems. Methods. Technologies 2 (42) 2019

Systems Methods Technologies. S.E. Rudov et al. Assessment of the carrying…2019 № 2 (42) p. 80-86 80 УДК 540:631.4 DOI: 10.18324/2077-5415-2019-2-80-86 Оценка несущей способности мерзлого и оттаявшего грунта при неполной информации о состоянии его взаимодействия с трелевочной системой С.Е. Рудов 1 a , В.Я. Шапиро 2 b , И.В. Григорьев 3 с , О.А. Куницкая 3 d , О.И. Григорьева 2 е 1 Военная академия связи им. С.М. Буденного, Тихорецкий пр. 3, Санкт-Петербург, Россия 2 Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им.С.М. Кирова, Институтский пер. 5, Санкт-Петербург, Россия 3 Якутская государственная сельскохозяйственная академия, Сергеляхское шоссе 3, Якутск, Республика Саха, Россия a 89213093250@mail.ru, b shapiro54vlad@mail.ru , c silver73@inbox.ru , d ola.ola07@mail.ru, е grigoreva_o@list.ru a https://orcid.org/0000-0002-9900-0929 , b https://orcid.org/0000-0002-6344-1239 , c https://orcid.org/0000-0002-5574-1725 , d https://orcid.org/0000-0001-8542-9380 , e https://orcid.org/0000-0001-5937-0813 Статья поступила 11.03.2019, принята 16.04.2019 Вариационные (вероятностно-статистические) методы расчета и оценки параметров различных процессов (систем) — механических, технологических, финансово-экономических и др. широко применяют в практических приложениях, когда ис- ходные данные являются неполными (неточными или нечеткими), и их законы распределения неизвестны. Особое место в этих исследованиях занимает теория катастроф, и применительно к технологическим процессам и механизмам — теория катастрофы сборки как модель предельного состояния системы. Под катастрофой сборки понимаются качественные изме- нения параметров системы. Методы статистических испытаний с учетом вероятностных переходных состояний с некото- рым приближением позволяют, задавшись гипотетическим (как правило) нормальным законом распределения нечетких управляющих переменных произвести оценку допустимых диапазонов вариации заданных конечных показателей. При этом принимается допущение о случайной природе плавного (непрерывного) перехода процесса из одного состояния в другое. В статье оценивается возможность применения положений теории катастроф к решению вопроса эффективности взаимо- действия трелевочной системы с мерзлым и оттаявшим почвогрунтом. Несущая способность почвогрунта как определенной системы рассмотрена с позиций положений механики контактного разрушения сплошной среды. При оценке несущей способ- ности мерзлого и оттаявшего почвогрунта учтены следующие особенности: при отрицательных температурах параметры, характеризующие несущую способность почвогрунта, в частности, пределы прочности на сжатие и сдвиг, а также модуль общей деформации существенно возрастают по сравнению с аналогичными показателями при положительной температуре, в связи с чем система находится в более устойчивом состоянии. При положительной температуре оттаявший почвогрунт в непосредственной близости от границы зоны вечной мерзлоты в силу ее водонепроницаемости характеризуется высокими показателями общей влажности. Следствием этого является существенное снижение несущей способности почвогрунта, что приводит к образованию глубокой колеи и ухудшению показателей эксплуатации форвардеров. В статье для принятых в качестве нечетких переменных характеристик температуры и влажности мерзлого и оттаивающего почвогрунта установ- лена связь между ними с оценкой вероятных диапазонов переходных состояний. Показано, что моделирование статических нагрузок на почвогрунт и, как следствие, параметров процесса образования колеи различной глубины в заданных пределах изменения нечетких переменных позволяет дать обоснованный прогноз несущей способности почвогрунта для эффективной эксплуатации конкретной трелевочной системы. Ключевые слова: мерзлые почвогрунты; статистические испытания; лесозаготовки; лесные машины; трелевочные систе- мы; уплотнение и деформация почвогрунтов. Assessment of the carrying capacity of frozen and thawed soil with incomplete information on the state of its interaction with the logging system S.E. Rudov 1 a , V.Ya. Shapiro 2 b , I.V. Grigoriev 3 c , O.A. Kunitskaya 3 d , O.I. Grigorieva 2 e 1 Military Academy of Communication under name of S.M. Budenny; 3, Tikhoretsky Ave., St. Petersburg, Russia 2 St. Petersburg State Forest Technical University under name of S.M. Kirov; 5, Institutsky Per., St. Petersburg, Russia 3 Yakutsk State Agricultural Academy; 3rd km, 3, Sergelyakhskoe Highway, Yakutsk, Russia a 89213093250@mail.ru, b shapiro54vlad@mail.ru , c silver73@inbox.ru , d ola.ola07@mail.ru, е grigoreva_o@list.ru