3. Роторные траншейные экскаваторы

Роторные траншейные экскаваторы предназначены для ры­тья траншей под газопроводы, нефтепроводы, водопроводы, кабе­ли связи, трубопроводы канализации, теплофикации, дренажа и других коммуникаций большой протяженности, с большим объе­мом земляных выемок, преимущественно вне населенных пунк­тов, когда не требуется частой переброски машин с одного участ­ка на другой.

Роторный траншейный экскаватор состоит из тягача, в ка­честве которого обычно используют гусеничный переоборудован­ный трактор и рабочий орган (рис.3.28).

Рис.3.28. Роторный экскаватор: 1 — силовая установка;

2 — кабина машиниста; 3 — механизм подъема рабочего органа;

4 — рама; 5 — трансмиссия; 6 — конвейер; 7 — ротор; 8 — рама рабочего оборудования; 9 — зачистное устройство; 10 — ножевой откосник; 11 — ходовая часть

Рабочий орган представляет собой жесткий ротор, вращаю­щийся относительно внутренней рамы от механического или гид­равлического привода. По наружному периметру ротора закреп­лены ковши, обеспечивающие вырезание и перемещение грунта, который высыпаясь в верхней части ротора, попадает на направ­ляющие желоба и далее на конвейер, который укладывает его вдоль траншеи. Подъем и опускание рабочего органа осуществля­ется при помощи гидроцилиндров и системы рычагов.

9. Машины для уплотнения грунтов и строительных материалов

   1. Общие сведения

Долговечность и устойчивость земляных сооружений и со­оружений, возведенных на грунтовых основаниях, зависят от ка­чества уплотнения. Уплотнение грунтов — одна из важных опе­раций в технологическом процессе строительства. Качество уплотнения зависит от правильного подбора и использования уп­лотняющего оборудования, определяемого характером грунтов и условиями производства работ. Грунты уплотняют в насыпях, на откосах, при засыпке траншей и котлованов, на больших площа­дях и в труднодоступных местах, в стесненных условиях. Для та­ких разнообразных условий работы требуются особые машины, которые различаются как по конструкции, так и по принципу действия. Основная масса машин предназначена для уплотнения насыпных грунтов.

Процесс уплотнения включает в себя две идущие парал­лельно операции: разрушение существующей структуры грунта и создание новой, более устойчивой к различным механическим воздействиям. Чем менее прочна исходная структура, тем легче она разрушается и, следовательно, тем эффективнее уплотнение и наоборот. При уплотнении частицы грунта смещаются. Это необ­ходимо для наиболее компактной их укладки, вытеснения жид­кой и газообразной фаз и сопровождается уменьшением объема и формированием плотной и прочной структуры, способной выдер­живать нагрузки, связанные с эксплуатацией инженерных соору­жений.

Однократная нагрузка и разгрузка грунта вызывает как ос­таточные, так и упругие деформации, причем остаточные значи­тельно превосходят упругие. При многократном действии нагруз­ки и разгрузки соотношение упругой и остаточной деформаций постепенно меняется, и грунт, в конце концов, приходит в со­стояние, отличающееся постоянством его упругих свойств.

Если увеличить нагрузку сверх той, при которой упругие свойства грунта стали постоянными, то в нем вновь возникнут остаточные деформации, которые при достаточно большом числе повторений нагрузки и разгрузки приведут грунт в новое стаби­лизированное состояние с большим модулем упругости. Увеличи­вать нагрузку можно лишь до тех пор, пока не будет достигнут предел прочности грунта. С дальнейшим повышением нагрузки появляются преимущественно деформации сдвига, сопровождаю­щиеся трещинами и даже разрыхлением сложившейся структуры. Это свидетельствует о том, что предел прочности грунта превзой­ден.

Рассматривая процесс накопления необратимой деформации уплотняемого грунта при однократном или периодическом нагру­жениях, следует иметь в виду, что качественных различий между ними нет. В обоих случаях деформации зависят от времени (не­прерывного или суммарного) действия нагрузок. Однако при оди­наковом общем времени действия нагрузки рост необратимых де­формаций под действием периодического нагружения идет несколько быстрее. Объясняется это тем, что во время периодиче- ских разгрузок частично или полностью успевает восстанавли­ваться лишь обратимая часть деформации грунта. При этом не­сколько изменяется взаимная ориентация его частиц и уменьшается их самозаклинивание. Поэтому при повторном на­гружении деформация грунта облегчается.

С учетом этих свойств грунтов уплотнение их машинами производят посредством периодически повторяющихся нагруже­ний и разгружений — так называемых цикличных нагрузок. При таком режиме работы чередуются изменения напряженного со­стояния грунта.

В зависимости от характера нагружений меняются макси­мальное значение достигаемого напряжения, скорость его измене­ния и время действия нагрузки, т.е. основные факторы, опреде­ляющие эффективность уплотнения.

Характер изменения напряженного состояния под рабочим органом определяет проявление тех или иных свойств грунта. По­этому в зависимости от вида нагружения различают статические и динамические воздействия на грунт. Статическое воздействие характеризуется сравнительно небольшими скоростями изменения напряженного состояния грунта и происходит оно под действием постоянной или плавно изменяющейся нагрузки. Такое воздейст­вие реализуется обычно давлением массивного колеса или бараба­на, перекатываемого по уплотняемой поверхности.

При динамическом воздействии на грунт резко изменяется его напряженное состояние под ударами массивного элемента ра­бочего органа вследствие прохождения ударных волн, вибрацион­ного воздействия и т.п.

В соответствии с различными воздействиями на уплотняе­мый грунт выпускают машины статического (прессование, укат­ка) и динамического действия (удар, вибрация, удар совместно с вибрацией). Границы между указанными типами машин часто оказываются довольно неопределенными. Так, при работе машин статического действия наблюдаются динамические эффекты, ко­торые в зависимости от конструктивного исполнения машины и режима ее работы могут быть выражены в большей или меньшей степени. Трудно установить также четкую границу между ударно­вибрационными и вибрационными машинами. Еще сложнее раз­граничить ударно-вибрационные и ударные машины.

Вместе с тем, несмотря на некоторую неопределенность, по­добная классификация машин дает возможность достаточно пра­вильно оценивать основные факторы воздействия на грунт.