К вопросу определения скорости проходки горизонтальных грунтовых скважин способом вибрационного прокола | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Спецвыпуск

Опубликовано в Молодой учёный №21 (101) ноябрь-1 2015 г.

Дата публикации: 16.12.2015

Статья просмотрена: 12 раз

Библиографическое описание:

Земсков В. М., Краснолудский Н. В. К вопросу определения скорости проходки горизонтальных грунтовых скважин способом вибрационного прокола // Молодой ученый. — 2015. — №21.2. — С. 57-58. — URL https://moluch.ru/archive/101/23688/ (дата обращения: 23.06.2018).

 

Необходимость ремонта или прокладки инженерных коммуникаций в условиях небольших глубин и наличие на поверхности различных препятствий обуславливают необходимость создания технических средств, обеспечивающих образование горизонтальных выработок с минимальными затратами, сохранением природного ландшафта и исключением техногенного воздействия на окружающую среду. Наиболее перспективным среди методов замены и прокладки подземных коммуникаций, на сегодняшний день, является способ образования горизонтальных скважин методом вибрационного прокола. Проходка горизонтальных скважин способом вибрационного прокола при бестраншейной прокладке коммуникаций позволяет значительно снизить осевое усилие подачи, по сравнению со статическим проколом, за счет снижения трения между частицами грунта и внедряемой трубы о грунт.

Одним, из основных режимных параметров способа вибрационного прокола является скорость осевой подачи при внедрении вибрационного рабочего наконечника, определяющая время вибрационного воздействия на грунт, от величины которого зависит эффективность виброобработки грунта для снижения его структурной прочности [1].

В ходе разведочных экспериментов было определено, что для снижения усилия внедрения вибрационного рабочего наконечника в грунт требуется некоторый промежуток времени, необходимый для рассеивания потребного количества энергии в массиве грунта, которая расходуется по закону сохранения энергии на снижение структурной прочности грунта окружающего рабочий вибрационный наконечник. Если скорость проходки будет слишком велика, то вибрационный наконечник не успеет передать необходимую энергию в окружающий грунт. Если же скорость проходки, наоборот, будет слишком низкой, то это приведет к излишней трате энергии, что является нецелесообразным. Поэтому весьма важным является разработка математической модели, описывающей изменение скорости проходки горизонтальных скважин в грунте вибрационным рабочим наконечником в зависимости от физико-механических свойств грунта и параметров наконечника.

Авторами была определена диссипативная работа грунта в объеме за время при внедрении вибрационного рабочего наконечника, рис.1 [2]:

,                                     (1)

где - параметр, характеризующий эффективность вибрационного воздействия, представляющий собой отношение, структурной прочности грунта при вибрационном воздействии к структурной прочности грунта в статике; - масса дебаланса вибратора, кг; - эксцентриситет дебаланса вибратора, м; - ускорение колебаний частиц грунта, м/с2; - время виброобработки (вибрационного воздействия) на грунт, с.

Рис.1. Вибрационный рабочий наконечник в массиве грунта

После математических преобразований и принятия допущений было получена зависимость для определения скорости проходки вибрационного рабочего наконечника в зависимости от необходимого времени виброобработки грунта:

,                                     (2)

где - радиус структурных деформаций в массиве грунта, в котором происходит снижение его структурной прочности под вибрационным воздействием, м; - удельная энергия, необходимая для изменения структурной прочности грунта, отнесенная к объёму, в котором она рассеивается, Дж/м3.

Полученная зависимость (2) в совокупности с допущениями представляет собой математическую модель процесса взаимодействия вибрационного рабочего наконечника с грунтом, описывающую взаимосвязь скорости проходки горизонтальной скважины в грунте со временем вибрационного воздействия рабочего наконечника.

Исследование полученной зависимости (2) позволит определить рациональные конструктивные и режимные параметров вибрационного рабочего наконечника и механизма осевой подачи. Такие параметры должны обеспечить качественное выполнение работ по проходке горизонтальных грунтовых скважин при максимальной производительности и минимальных затратах мощности.

 

Литература:

  1. Баркан Д.Д. Виброметод в строительстве / Д.Д. Баркан. – М.: Госстройиздат, 1959. – 315с.
  2. Земсков В.М. Математическая модель процесса взаимодействия вибрационного инструмента бестраншейной машины с грунтом / В.М.Земсков // Мир транспорта и технологических машин. - Орел, 2011. Вып.1(32).
Основные термины (генерируются автоматически): вибрационный рабочий наконечник, вибрационное воздействие, структурная прочность грунта, грунт, массив грунта, вибрационный прокол, скорость проходки, полученная зависимость, структурная прочность, осевая подача.


Похожие статьи

Статическое зондирование при решении геологических задач

Расшифровку графиков статического зондирования следует производить с выделением характерных интервалов с одинаковыми или близкими значениями удельного сопротивления грунта под наконечником и на участке боковой поверхности.

Методы экспресс-контроля качества строительства...

Эти формулы приведены в табл. 1 [9]. Известно, что с увеличением плотности сухого грунта показатели прочности и деформируемости грунтов возрастают. В количественном отношении зависимость показателей механических свойств грунтов от коэффициента уплотнения и...

Тенденции в совершенствовании конструкций для бестраншейной...

Одной из последних разработок на кафедре «Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины» был вибрационный рабочий наконечник, обеспечивающий изменение направления прокола [3], конструкция которого представлена на рис.3.

Взаимодействие промерзающих пучинистых грунтов с боковой...

Зависимость удельной прочности смерзания грунта с бетонной поверхностью от влажности грунта носит, как известно, нелинейный характер.

Грунт переходит в пластичное состояние, прочность его на сжатие снижается, внутренне напряжение в грунте уменьшается.

Метод визуализации и оценки вибрационных воздействий на...

Красная зона - интенсивное вибрационное воздействие, желтая зона - среднее вибрационное воздействие, зеленая - зона не подверженная вибрационному воздействию.

Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах / Под ред. Ю.Я. Велли, В.И. Докучаева, Н. Л. Федорова.

Применение трехосных испытаний песчаных грунтов для...

Подстановка таких зависимостей в условия прочности твердых тел позволила получить серию модифицированных критериев, в

Методика лабораторных исследований сдвигоустойчивости грунтов при помощи трехосных испытаний разработана в 30-х годах ХХ века Касагранде [23].

Oценкa влияния грунтoцементных кoнструкций нa oснoве примерa...

При вибрационном воздействии грунты переходят в текучее состояние (расструктуривание грунтов) и приобретают свойства вязкой жидкости.

Указанные грунтоцементные массивы снижают горизонтальные перемещения за счёт закрепления грунта и за счёт...

Вибрационная защита | Статья в сборнике международной...

Вибрационная защита. Автор: Романченко Михаил Константинович. Рубрика: 9. Транспорт.

снижают точность, уменьшают КПД и долговечность машины, увеличивают нагрев деталей, снижают их прочность, оказывают вредное воздействие на человека-оператора.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Статическое зондирование при решении геологических задач

Расшифровку графиков статического зондирования следует производить с выделением характерных интервалов с одинаковыми или близкими значениями удельного сопротивления грунта под наконечником и на участке боковой поверхности.

Методы экспресс-контроля качества строительства...

Эти формулы приведены в табл. 1 [9]. Известно, что с увеличением плотности сухого грунта показатели прочности и деформируемости грунтов возрастают. В количественном отношении зависимость показателей механических свойств грунтов от коэффициента уплотнения и...

Тенденции в совершенствовании конструкций для бестраншейной...

Одной из последних разработок на кафедре «Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины» был вибрационный рабочий наконечник, обеспечивающий изменение направления прокола [3], конструкция которого представлена на рис.3.

Взаимодействие промерзающих пучинистых грунтов с боковой...

Зависимость удельной прочности смерзания грунта с бетонной поверхностью от влажности грунта носит, как известно, нелинейный характер.

Грунт переходит в пластичное состояние, прочность его на сжатие снижается, внутренне напряжение в грунте уменьшается.

Метод визуализации и оценки вибрационных воздействий на...

Красная зона - интенсивное вибрационное воздействие, желтая зона - среднее вибрационное воздействие, зеленая - зона не подверженная вибрационному воздействию.

Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах / Под ред. Ю.Я. Велли, В.И. Докучаева, Н. Л. Федорова.

Применение трехосных испытаний песчаных грунтов для...

Подстановка таких зависимостей в условия прочности твердых тел позволила получить серию модифицированных критериев, в

Методика лабораторных исследований сдвигоустойчивости грунтов при помощи трехосных испытаний разработана в 30-х годах ХХ века Касагранде [23].

Oценкa влияния грунтoцементных кoнструкций нa oснoве примерa...

При вибрационном воздействии грунты переходят в текучее состояние (расструктуривание грунтов) и приобретают свойства вязкой жидкости.

Указанные грунтоцементные массивы снижают горизонтальные перемещения за счёт закрепления грунта и за счёт...

Вибрационная защита | Статья в сборнике международной...

Вибрационная защита. Автор: Романченко Михаил Константинович. Рубрика: 9. Транспорт.

снижают точность, уменьшают КПД и долговечность машины, увеличивают нагрев деталей, снижают их прочность, оказывают вредное воздействие на человека-оператора.

Задать вопрос