Машины для земляных работ

Основные сведения из теории разработки грунтов

Наиболее эффективный и распространенный метод разработки грунта – механический. Также возможны методы: гидравлический, химический, термический, взрывной.

Грунты по трудности разработки механическим способом принято классифицировать на категории (всего 8 категорий). Ориентировочно вид грунта, соответствующий той или иной категории, можно представить следующим образом:

1. лёгкие (песчаные);

2. супеси;

3. супеси, суглинки;

4. глины;

5. сланцы, ракушечники;

6. каменные;

7. твердокаменные;

8. особые твёрдые породы типа - гранит, диабаз.

Строительные машины обычно работают без предварительного разрыхления с грунтами с 1 по 4 категорию.

У грунтов множество свойств: влажность, прочность, связность, абразивность и т.д.

При механической разработке грунта на него воздействует режущий орган машины.

c – толщина срезаемой стружки

b - ширина режущего органа

- угол резания.

Для наиболее часто встречающихся грунтов (суглинки, супеси) оптимальным (требующим меньших усилий копания) является угол примерно равный 55^о. Оптимальной скоростью движения режущего органа в грунтах 2-й и 3-й категорий трудности разработки является скорость 0,8…1 м/с.

- сила копания рассчитывается как

,

где - коэффициент удельного сопротивления копанию грунта.

Для грунтов 2-ой и 3-ей категорий ≈ 0,2 … 0,3 МПа (Н/мм²).

В теории разработки грунтов используется и коэффициент резания - . При этом под резанием понимается только процесс отделения стружки от массива, а копанием – процесс отделения стружки и ее взаимодействие (трение, наполнение ковша и др.) с режущим органом.

Коэффициент разрыхления , показывает на сколько повышается объём единицы массы грунта, разрыхлённого машиной к объёму той же массы грунта, занимающей место в массиве до механической разработки. Обычно =1,2 … 1,4.

Машины для подготовительных работ

Используются для подготовки территории под строительство. К таким машинам относятся: кусторезы (а), корчеватели (б), рыхлители (в):

Кусторезы применяют для расчистки подлежащих застройке площадей от кустарника и мелких деревьев, а корчеватели - для корчевки пней диаметром до 50 см, расчистки участков от крупных камней, сваленных деревьев и кустарника, а также для рыхления плотных грунтов. Эти машины изготовляют как навесные рабочие оборудования на гусеничные тракторы. По устройству, принципу работы и управлению они сходны с бульдозерами и отличаются от последних рабочим органом, который в случае кустореза представляет собой отвал клинообразной формы с гладкими или пилообразными ножами в его нижней части и колуном для раскалывания пней и раздвигания сваленных деревьев. Отвал корчевателя в нижней части снабжен зубьями.

Корчеватели используются для выкорчевки пней и извлечения валунов зубьями рабочего органа машины.

Рыхлители применяют для послойной разработки прочных грунтов, включая мерзлые, многолетнемерзлые и скальные, с последующей их уборкой землеройными, землеройно-транспортными или погрузочными машинами. Рыхлители применяют при отрывке котлованов и широких траншей, устройстве выемок в гидротехническом строительстве, корыт под дорожное полотно, разработке мерзлых россыпей полезных ископаемых, проведении вскрышных работ.

Различают рыхлители основные и вспомогательные. Основные рыхлители изготовляют как навесное оборудование к гусеничным или пневмоколесным тракторам, а вспомогательные агрегатируют с основным оборудованием других землеройных машин, чаще экскаваторов.