Модель щелевого резания грунта под геостатическим давлением

Abstract

Для создания грунтовых противофильтрационных экранов необходимо обеспечить устройство горизонтальной щели достаточно больших размеров массиве грунта. Использование тяговых рабочих органов типа бульдозерного отвала требует оценки давления грунта на нож и силовых характеристик рабочего процесса. Величина давления влияет на деформируемость грунта в зоне рабочего органа, изменение пористости среды, условия образования и устойчивость сводов, отвод грунта в боковые технологические прорези и т.п. Задача усложняется отсутствием визуального контроля щелевого резания на глубине и управляемости процессом. В настоящей статье получена аналитическая модель давления грунта на лобовую поверхность прямого острого ножа при щелевом резании. Определены силы, действующие на нож, установленный под углом к траектории его движения, а также установлены зависимости силы резания от изменения пористости и размеров зоны деформации грунта при отсутствии его бокового выпора. По предварительным оценкам расчетные значения этих параметров совпадают с экспериментальными данными известных ученых для площадки износа ножа, что позволяет в дальнейшем оценить тяговое сопротивление проходческой машины, управлять процессами сводообразования и отвода грунта по сторонам рабочего органа.