Лекция 5. Машины для земляных работ.

Основные свойства грунтов.
Основными физико-механическими свойствами грунтов являются:

1. Гранулометрический состав, т. е. процентное содержание по весу частиц различной крупности:
• гальки (40 мм),
• гравия (2—40 мм),
• песка (0,25—2 мм),
• песчаной пыли (0,05— 0,25 мм),
• пылеватых частиц (0,005—0,05 мм),
• глинистых частиц (менее 0,005 мм).


2. Объемный вес, т. е. отношение веса грунта к его объему при естественной влажности. Для грунтов он составляет от 15 до 20 кн/м³ (1,5—2 т/м³).
3. Пористость — объем пор, заполненных водой и воздухом в процентах от общего объема грунта. Она характеризуется коэффициентом пористости, представляющим собой отношение объема занятых водой и воздухом пор к объему твердых частиц.
4. Весовая влажность — отношение веса воды к весу сухого грунта в %. При заполнении водой не более '/з объема пор грунты считаются сухими; при заполнении от '/з до 2/з объема пор — влажными и при заполнении более 2/з объема пор — мокрыми.
5. Связность — способность грунта сопротивляться разделению на отдельные частицы под действием внешних нагрузок. Типичным представителем связных грунтов являются глины, несвязных грунтов — сухие пески.
6. Пластичность — свойство грунта изменять свою форму под действием внешних сил и сохранять эту форму после удаления внешних сил. Наибольшей пластичностью отличаются влажные глины; песок и промытый гравий — материалы непластичные. Пластичность характеризуется числом пластичности.
   
7. Прочность. Прочность мерзлых грунтов и пород на растяжение в 20— 30 раз меньше, чем прочность на одноосное сжатие. Поэтому наиболее выгодно создавать такие рабочие органы, которые отделяют грунт от массива преимущественно отрывом.
8. Сопротивление сдвигу. Под действием механической нагрузки грунт разрушается в результате деформаций, превосходящих предельные значения. Считается, что эти деформации происходят по плоскостям скольжения (плоскостям, по которым происходит сдвиг одних частиц относительно других). Чтобы нарушить монолитность грунта, необходимо, чтобы суммарное касательное напряжение в плоскости скольжения было равно наибольшему касательному напряжению сопротивления сдвигу.
9. Угол естественного откоса — угол у основания конуса, который образуется при отсыпании разрыхленного грунта с некоторой высоты. Этот угол зависит от величины коэффициента внутреннего трения и от связности. Для несвязных грунтов угол естественного откоса равен углу внутреннего трения.
10. Сопротивление грунта вдавливанию. При вдавливании в грунт штампа или какой-либо опорной поверхности (ходовой части машины, элемента рабочего органа) под штампом происходят деформации в условиях, близких'к всестороннему сжатию. Допускаемые нагрузки для ходовых частей машин предусматривают погружение штампа до 6—12 см.
11. Абразивность — способность материала оказывать истирающее действие на другой материал. Абразивность грунтов из горных пород в значительной степени определяет износ рабочих органов землеройных машин. Этот износ зависит от удельных давлений, скорости взаимного перемещения и прочностных показателей.
12. Коэффициенты трения грунта о сталь и грунта о грунт (коэффициент внутреннего трения). Значительные потери мощности происходят из-за трения грунта о рабочий орган, а также трения грунта о грунт. Для ориентировочных расчетов можно принимать коэффициент внутреннего трения равным коэффициенту трения грунта о грунт.
13. Разрыхляемость определяется как отношение объема разрыхленного грунта к объему первоначальному (в плотном теле).
    

Машины для земляных работ.
К машинам для земляных работ относят:

• Землеройные машины, в т.ч. землеройно-транспортные машины.
• Машины для гидравлической разработки грунта
• Машины для бестраншейной прокладки труб

Классификацию, а также термины и определения землеройных машин, предназначенных для выемки, погрузки, транспортирования, распределения и уплотнения грунта и других материалов при строительстве дорог, сооружении дамб, на строительных площадках, при прокладке траншей и т. д. определяются ГОСТ Р ИСО 6165-99. Этот ГОСТ разделяет землеройные машины по принципу действия на следующие подгруппы:

• экскаватор-погрузчик;
• землевоз;
• экскаватор;
• автогрейдер;
• уплотняющая машина;
• погрузчик:
• трубоукладчик;
• каток;
• скрепер:
• бульдозер;
• траншеекопатель.