Деформация лесных почв при многократных проходах гусеничного трелевочного трактора
Диссертация
В настоящем исследовании рассматриваются процессы уплотнения лесных суглинистых почв гусеничными трелевочными тракторами при образовании колеи. Рассматриваемый процесс уплотнения учитывает физическую природу деформирования почв во времени, процесс распространения в почве вязкоупругих волн деформации и напряжения. В работе предложено определить показатели уплотняющего воздействия на почву, тяговые… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Состояние вопроса, цель и задачи исследования
- 1. 1. Условия эксплуатации и анализ структуры парка лесосечных машин
- 1. 2. Краткий обзор исследований воздействия лесных машин на почву
- 1. 3. Особенности взаимодействия лесных машин с почво-грунтами
- 1. 3. 1. Классификация лесных почво-грунтов
- 1. 3. 2. Обзор исследований деформируемых свойств почво-грунтов
- 1. 3. 3. Распределение напряжения в грунтовом массиве от действия неравномерной нагрузки
- 1. 4. Выводы по главе 1
- 1. 5. Общая характеристика работы
- Глава 2. Физическая и математическая модели деформации почв трелевочными тракторами
- 2. 1. Исследование закономерности изменения начальной плотности почво-грунта по глубине
- 2. 2. Предельная деформация уплотнения
- 2. 3. Анализ напряженно-деформированного состояния грунтов
- 2. 4. Выводы по главе 2
- Глава 3.
- Исследование взаимодействия лесных почв с гусеницами трелевочного трактора
- 3. 1. Факторы, определяющие глубину колеи
- 3. 2. Особенности деформации грунта гусеничными трелевочными тракторами
- 3. 2. 1. Анализ распределения нормального давления в пятне контакта
- 3. 3. Теоретический анализ особенностей взаимодействия гусениц трелевочного трактора с грунтом
- 3. 4. Внешние сопротивления в процессе образования колеи
- 3. 4. 1. Сопротивление движению лобовым участком гусеницы
- 3. 4. 2. Сопротивление движению опорной поверхностью
- 3. 5. Выводы по главе 3
- Глава 4. Исследование процесса образования колеи при многократных проходах гусеничного трелевочного трактора
- 4. 1. Физическая и математическая модели распространения нормальных давлений и касательных усилий по поверхности контакта
- 4. 2. Влияние касательных нагрузок на колееобразование
- 4. 2. 1. Зоны сцепления, скольжения и их границы
- 4. 3. Уплотнение грунта при многократных проходах гусенич-, ного трелевочного трактора
- 4. 4. Выводы по главе 4
- Глава 5. Экспериментальные исследования влияния кратности проходов гусеничного движителя на глубину колеи
- 5. 1. Цель экспериментальных исследований
- 5. 2. Методика экспериментального исследования
- 5. 2. 1. Объект исследования и экспериментальная установка
- 5. 2. 2. Замеряемые параметры и способы их регистрации
- 5. 3. Результаты испытаний и статистическая обработка
- 5. 4. Выводы по главе 5
Список литературы
- Аболь П. И. Рубки и лесовосстановление: аспекты и проблемы. // Лесная промышленность, 1988. № 9. 17 с.
- Аболь П. И., Ворожитнин В. Р. Лесозаготовки через призму экологии. // Лесная промышленность, 1990. № 9. 8 с.
- Анисимов Г. М. Эксплуатационная эффективность трелевочных трак-торов.-М.: Лесная промышленность, 1990. 208 с.
- Анисимов Г. М. Об управлении экологической совместимостью системы «движитель трелевочного трактора лесная почва»// Изв. высш. учеб. заведений. Лесной журнал, 1997, № 3, 27−31 с.
- Анисимов Г. М., Котиков В. М. Лесотранспортные машины.-М.: Экология, 1995.^175 с.
- Котиков В. М. и др. Некоторые экологические последствия машинной заготовки леса. // Технология и механизация лесопромышленного производства. Научные труды МЛТИ, 1990. вып. 226. 83 с.
- Винокуров В. Н., Бартенев И. М. Экологизация технологий и лесной техники.// Лесное хозяйство, 1992. № 4. 57 с.
- Беккер М. Г. Введение в теорию системы местность-машина.-М.: Машиностроение, 1973. -520 с.
- Лесоводственные требования к технологическим процессам лесосечных работ. -М.: Федеральная служба лесного хозяйства России. 1993.
- Исследование влияния воздействия движителей лесосечных машин на физические и химические свойства лесных почв и их биологическую активность на вырубках разных лет.// Отчет о НИР. -М.: МЛТИ, 1992.
- Исследование влияния воздействия колесных и гусеничных машин на физико-механические и химические свойства лесных почв и их биологическую активность.// Отчет о НИР. -М.: МГУ Л, 1993. 27 с.
- Виногоров Г. К. Лесосечные работы.-М.: Лесная промышленность, 1981.272 с.
- Заготовка сортиментов на лесосеке. Технология и машины/ А. В. Жуков, И. К. Иевинь и др.-М.: Экология, 1993. 311 с.
- Агейкин Я. С. Проходимость автомобилей.-М.: Машиностроение, 1981.232 с.
- Обыденников В. И. Влияние сплошных рубок с применением современной лесозаготовительной техники на тип леса и динамику типов вырубок: Автореферат дисс. д-ра с.-х. наук.-М., 1985. 17 с.
- Обыденников В. И.Лесоводственно-экологическая оценка агрегатной техники при сплошных рубках// Лесной журнал, 1989, № 6.
- Побединский А. В. Влияние механизированных заготовок на лесную среду и возобновление леса// Лесное хозяйство, 1982, № 11.
- Савицкий В. Ю. Влияние лесосечных машин на почву// Лесная промышленность, 1991, № 8.
- Ворожбянов В. В. О лесозаготовительном значении минерализации почвы// Лесная промышленность, 1991, № 7.
- Шеховцев Д. И. Деформируемость грунта под действием лесных машин// Лесная промышленность, 1992, № 9.
- Шеховцев Д. И., Андреев-Твердов А. И. Проходимость трелевочных гусеничных машин на грунтах с различной несущей способностью. Научные труды.-М., МЛТИ, 1991, вып. 121.
- Побединский А. В. Лесопользование и охрана окружающей среды// Лесное хозяйство, 1981, № 8.
- Побединский А. В. Изучение лесовосстановительных процессов. -М.: Наука, 1986.
- Шумаков В. С., Кураев В. Н. Охрана почв при работе многооперационной лесозаготовительной техники// Сб. научных трудов.-М., ВНИИЛМ, 1983,31−35 с.
- Слодкевич Я. В., Котиков В. М. и др. Оптимальные параметры лесопромышленного трактора// V Всесоюзная научно-техническая конфе-ренция.-М.: МЛТИ, 1989, 71 с.
- Слодкевич Я. В., Котиков В. М. и др. Обоснование параметров гусеничных лесосечных машин// Проблемы совершенствования гусеничных ходовых систем тракторов. Тезисы научно-технической конференции-Челябинск, 1989, 53 с.
- Слодкевич Я. В., Котиков В. М. и др. Обоснование параметров лесосечных машин// Научные труды МЛТИ, 1990, вып. 226, 83 с.
- Сергеев С. Н. Исследование процесса трелевки леса гусеничными тракторами. Дисс.. канд. тех. наук.-Л.1981, 231 с.
- Силуков Ю. Д. и др. Транспорт леса.-М.: Лесная промышленность, 1986, 208 с.
- Вонг Дж. Теория наземных транспортных средств/ Пер. с англ.-М.: Машиностроение, 1982, 284 с.
- Винокуров В. Н., Бартенев И. М. Экологизация технологий и лесной техники// Лесное хозяйство, 1992, № 4.
- Бартенев И. М., Прядин В. И. К вопросу удельного давления гусеничных трелевочных тракторов на почву// Лесное хозяйство, 1997, № 6.
- Кулешов А. П., Колотилин Е. В. Экологичность движителей транс-портно-технологических машин. -М.: Машиностроение, 1993, 203 с.
- Маслов Н. Н. Основы инженерной геологии и механики грунтов: Учебник для вузов.-М.: Высш. школа, 1982, 511 с.
- Цытович Н. А. Механика грунтов-М.: высшая школа, 1986, 318 с.
- Меньшиков В. Н. основы технологии заготовки леса с сохранением и воспроизводством природной среды.-Л.: ЛГУ, 1987, 220 с.
- Смирнов Г. А. Теория движения колесных машин.-М.: Машиностроение, 1990, 332 с.
- Золотаревская Д. И., Хабатов Р. Ш. Математическая модель задачи прогнозирования оптимальной эксплуатационной массы трактора// Известия ТСХА, вып. 2.-М, 1980
- Золотаревская Д. И. Контактные напряжения и деформации шин при качении эластичных колес// Тракторы и сельхозмашины, 1989, № 5.
- Золотаревская Д. И. Зависимость между сжимающими напряжениями и осадкой почвы// Механизация и электрофикация сельского хозяйства, 1980, № 2.
- Золотаревская Д. И. Исследование и расчет уплотнения почвы колесными движителями// Механизация и электрофикация сельского хозяйства, 1982, № 2.
- Золотаревская Д. И. Взаимосвязь различных математических моделей деформирования почв// Механизация и электрофикация сельского хозяйства, 1985, № 5.
- Хабатов Р. Ш., Золотаревская Д. И., Ходыкин В. Т. Моделирование уплотнения почвы колесными движителями// Тракторы и сельхозмашины, 1985, № 5.
- Золотаревская Д. И., Хабатов Р. Ш., Матвеев В. В., Трушин В. Г., Лядин В. П. Закономерности деформирования тракторных колес с пневматическими шинами// Известия ТСХА, 1997, вып. 3.
- Бурыкин В. И., Золотаревская Д. И., Хабатов Р. Ш., Матвеев В. В., Трушин В. Г., Лядин В. П. Изменение вязкоупругих свщйств почвы при воздействии колесного трактора// Известия ТСХА, 1989, вып. 11.
- Золотаревская Д. И. Математическое моделирование вязкоупругих свойств почв и его использование при решении проблемы снижения уплотняющего воздействия тракторов на землю// Доклады МСХА, 1997, вып. 268.
- Жемочкин Б. Н. Теория упругости. М.: Госстройиздат, 1957.
- Галин JI. А. Контактные задачи теории упругости и вязкости. -М.: Наука, 1980.
- Ходыкин В. Т. Методика исследования влияния движителей трактора МТЗ-50 на уплотнение почвы. // Доклады ТСХА. Вып. 224. -М., 1976
- Бондарев А. Г. Изменение физических свойств и плодородия почв Нечерноземья под воздействием ходовых систем. // Механизация и элек-трофикация сельского хозяйства 1983, № 5.
- Пупонин А. И., Русанов В. А. и др. Деформация дерново-подзолистой почвы ходовыми системами тракторов. // Земледелие-1981, № 3.
- Кононов А. М., Ксеневич И. П. О воздействии ходовых систем тракторных агрегатов на почву. // Тракторы и сельхозмашины. -1977, № 4.
- Липецкий Н. П. Влияние ходовых систем тракторов на агрофизические свойства дерновоподзолистой среднесуглинистой почвы и урожайность полевых культур Дисс.. к. с.-х. наук — М.: ТСХА, 1982.
- Ашихмин В. П. Влияние ходовых систем тракторов на уплотнение дер-новоподзолитстых суглинистых почв. Дисс.. к. с.-х. наук М.: ТСХА, 1983.
- Кауричев И. С., Александрова Л. А. и др. Почвоведение.-М.: Колос, 1982.
- Гоберман Л. А. Основы теории, расчета и проектирования строительных и дорожных машин.-М.: Машиностроение, 1988,464 с.
- Гоберман Л. А., Котиков В. М., Приоров Г. Е. Динамическая модель движения трактора с учетом колееобразования// Научные труды МГУЛ, 1995, вып. 4.
- Гугелев С. М., Савицкий В. Ю. Влияние ВТМ на лесную среду// Лесная промышленность, 1992, № 6.
- Гуськов В.В. и др. Трактора: Теория.-М.: Машиностроение, 1988, 376 с.
- Котиков В. М., Ерхов А. В. Обоснование расчетной схемы для исследования вертикальных колебаний системы «трактор-пакет деревьев» при трелевки в полностью погруженном положении// Научные труды МЛТИ, 1981 вып. 118.
- Котиков В. М. и др. Динамическая модель системы «лесопромышленный трактор-грунт»// Механизация и автоматизация переместительных работ на предприятиях лесного комплекса. V Всесоюзная научно-техническая конференция. Тезисы докладов.-М.: МЛТИ, 1989, 48 с.
- Котиков В. М., Гугелев С. М. Технологические процессы и оборудование лесопромышленного комплекса//ГКНК ВНТИЦ-М., 1989.
- Котиков В. М., Слодкевич Я. В., Рубинштейн В. А. О взаимодействии жесткого колеса с деформируемым основанием при движении с колебаниями// Научные труды МЛТИ, 1990, вып. 226, 86 с.
- Котиков В. М., Слодкевич Я. В. Ходовые свойства машин и экология// Лесная промышленность, 1990, № 12.
- Котиков В. М., Слодкевич Я. В. и др. Некоторые экологические последствия машинной заготовки леса. Технология и механизация лесопромышленного производства// научные труды МГУЛ, 1993, вып. 267.
- Сабо Е. Д., Котиков В. М., Макарова О. В. Уплотнение почвы на сплошных вырубках. «Охрана лесных экосистем и рациональное использование лесных ресурсов"// Всероссийская научно-техническая конференция. Тезисы докладов.-М.: МГУЛ, 1994, т. 1.
- Котиков В. М., Слодкевич Я. В. и др. Структурная схема системы „лесозаготовительная машина-технология-лесные почвы“// Научные труды МГУЛ, 1993, вып. 24.
- Котиков В. М., Слодкевич Я. В. Процесс колееобразования при многократном проходе лесозаготовительных машин// Научные труды МГУЛ, 1995, вып. 4.
- Сабо Е. Д., Котиков В. М., Макарова О. В. Изменение микробиологической характеристики почв вырубки»// Всероссийская научно-техническая конференция. Тезисы докладов.-М.: МГУЛ, 1994, т. 1.
- Косте Ж., Санглера Г. Механика грунтов. Практический курс. Перев. с франц.-М.: Стройиздат, 1981, 455 с.
- Котиков В. М., Макарова О. В., Сабо Е. Д. Уплотнение и разуплотнение почвы после концентрированной рубки еловых насаждений// Лесное хозяйство, 1994, № 5.
- Быков В.В., Голубев И. Г., Игнатов В. И., Назаренко А. С., Тесовский А. Ю. Машины для технического сервиса. Справочный материал для дипломного и курсового проектирования. -М.:МГУЛ, 1999. 25 с.
- Beekman F. Soil STRENGTH and Forest operation. Departament of Forest Technique and Forest Product. Agricultural Univerity, Wageningen, The Netherlands, 1987, PP. 3−77.
- Boiling I. — 1986: Beanspruchung des Bodens beim Schlepper und Maschi-nencinsatz. 308, S/ 49−71. Munster-Hiltrup.
- J.J.H. VAN DEN AKKER. Modelcomputation of subsoil stress distribution and comparation due to fied traffic. Edinburg, 1988. Vol. 403−408.
- Hildebrand E. E.- 1983. Dir Einfluss der Bodenverdichtung auf die Boden-funktionen im fortlichen Standart, Forstwiss, Centralblatt 102.2. S. 111−125.
- Loeffler H. Bodenschaeder bei der Holzernte-Ursachen, Folden, Vor-beugung, -Holz-Zentrallblatt, 1986, № 149, S. 2190−2192.
- Loeffler H. Bodenschaeder bei der Holzernte Bedentung und Erfassung- Der Forst und Holzwirt., 40,1983, 14/15, S. 379−383.
- Muller E. Ursachen und Folgen von Bodenschaeden Sowie Moglichkeiten zu ihrer Verminderung. -Landtechnik, 1984, Hf. 40, lg. 9, S.370−385.
- Muller E., Tille P. and Krestschmer H.: Trafficability and workability of alluvial soil in response to drainage status. Soil Tillage Res. 16, PP. 273−287.
- Данная формула является общеизвестной и общепринятой, однако в процессе работы по теме уточнены некоторые принципиальные и частные вопросы по её составляющим.
- Фактические величины удельного давления гусеничных машин, определённые по их эксплуатационной массе, приведены в табл. 1.1.
- Наименование машин Марка машины Мб, кг Mm, кг Мэ, кг F, м2 q, кПа1 2 3 4 5 6 71. На базе трактора ТДТ-55
- База Трелёвочный трактор ВТМ СМ Челюстной погрузчик ТТ-4М ТТ-4М ЛП-58 ЛП-ЗЗБ ЛТ-188 12 280 м и и и 2 180 6 720 8 720 6 720 12 280 14 460 19 000 21 000 19 000 3,33 к «м 36 43 56 62 56
- Примечание: В таблице приняты обозначения: Мб масса базового трактора (шасси без технологического оборудования) — Мт — масса технологического оборудования- Мэ — эксплуатационная масса машины- F — площадь опорной поверхности, м2.
- Среднее давление для гусеничной техники, приведённое в табл. 1.1, установлено при стандартных размерах (в см) ходовых систем базовых тракторов (табл. 1.2).