Спосіб визначення міцності зв’язків між елементами скиби

Спосіб визначення МІЦНОСТІ ЗВ'ЯЗКІВ МІЖ еле ментами скиби, який включає відбір ґрунтових проб, встановлення їх на підставці, яка може міняти своє місце по висоті над поверхнею, перпендикулярною до напрямку сил земного тяжіння, який відрізняється тим, що відбираються ґрунтові проби мінімального об'єму, який зберігає власти Винахід належить до області дослідження ґрунтів, зокрема до способу визначення МІЦНОСТІ ЗВ'ЯЗКІВ МІЖ елементами скиби Існує спосіб визначення МІЦНОСТІ ґрунту (Н М Смуров, Ю Р Перков, В М Смирнов А с СССР № 568865, G01N3/24, 15 08 77, Бюл № ЗО), який базується на визначені внутрішнього тертя та зчеплення Спосіб визначення МІЦНОСТІ ґрунтів шляхом прикладення до поверхні зразка фіксованого навантаження з наступним обертовим зрізом частини об'єму зразка і визначення кута внутрішнього тертя та зчеплення ґрунту полягає в тому, що для підвищення точності досліджень в умовах несиметричного складного стану, частина об'єму зразка розвантажується і при цьому діють на неї додатковим навантаженням, прикладеним послідовно під кутом від 0° до 90° до її поверхні, в кожному випадку з наступним обертовим зрізом, а потім за найменшою величиною опору зсуву ґрунту визначається кут внутрішнього тертя та зчеплення ґрунту Недоліком даного способу є те, що не визначається енергія, яка витрачається на руйнування ґрунту, також даний спосіб не розглядає коренемісткого шару ґрунту, що являє собою основний фактор за яким даний спосіб не набув практичного застосування Відомий спосіб визначення МІЦНОСТІ ґрунту (А Н вості ґрунтового середовища в 1 дм ±10 %,і опускають їх вільним падінням на поверхню, близьку до абсолютно твердої, з різної висоти, добиваючись роз'єднання проб на фракції потрібного розміру і приймаючи, що потенціальна енергія маси проби, піднятої на знайдену висоту, еквівалентна енергії зв'язку між елементами скиби цієї проби, тобто E3e=k-M-g-h, де Езв - енергія зв'язку між елементами скиби проби, М - маса проби, яка відповідає 1 дм3±10 %, h - висота вільного падіння проби, g - прискорення вільного падіння, k - коефіцієнт еквівалентності (к = 0,97) Зеленій Основы разрушения грунтов механическими способами -М Машиностроительство, 1968-451 с), суть якого полягає в тому, що визначається опір грунту різанню За даним способом опрацювання результатів проводиться за середніми планіметричними значеннями зусиль, які найбільш характеризують енергоємність процесу s а також за середніми значеннями пологих зубців пікових навантажень, які відповідають сколюванню частинки від ґрунту Недоліком даного способу є те, що не визначається мінімальна енергія яка припадає на руйнування ґрунту Даний спосіб також не розглядає коренемісткого шару ґрунту, що являє собою основний фактор за яким даний спосіб не набув практичного застосування Відомий спосіб визначення МІЦНОСТІ ґрунту, який полягає в тому, що визначається залежність тягового опору елемента клина від його переміщення (Гуков Я С Обробіток ґрунту Технологія і техніка Механіко-технолопчне обґрунтування енергозберігаючих засобів для механізації обробітку ґрунту в умовах України - К Нора прінт, 1999 - 280 с) - взятий за прототип Даний спосіб визначає залежність між параметрами клина і товщиною розглянутого шару ґрунту Спосіб визначає скільки всього витрачається енергії, щоб зруйнувати зв'язки між елементами скиби ґрунту СО (О 44613 Суть способу така в попередньо зроблений розріз в МІСЦІ взяття проби на задану глибину опускається прилад на КІНЦІ ЯКОГО встановлено кпин так, щоб його лезо торкалося стінки коренемісткого шару ґрунту За допомогою ланцюгової передачі переміщується кпин, під дією опору ґрунтового середовища, через пружинний механізм, приводиться в дію самописець, який відхиляється від горизонтальної піни пропорційно величині опору середовища Самописець відтворює криву залежності тягового опору елемента клина від величини його переміщення Недоліком цього способу є те, що він не дозволяє визначити мінімальну енерпю руйнування зв'язків між частинками ґрунту В цьому способі також ускладнено визначення енерпі руйнування зв'язків між частинками ґрунту, він є громіздкими, має недостатню точність вимірювання Задачею винаходу є спосіб визначення МІЦНОСТІ ЗВ'ЯЗКІВ МІЖ елементами скиби, в якому завдяки відбору ґрунтові проби мінімального об'єму, яка зберігає властивості ґрунтового середовища і опускають и вільним падінням на тверду поверхню з різної висоти, добиваючись роз'єднання проб на фракції потрібного розміру, досягається визначення мінімальної енерпі руйнування зв'язків між частинками ґрунту Поставлена задача вирішується завдяки тому, що спосіб визначення МІЦНОСТІ ЗВ'ЯЗКІВ МІЖ елементами скиби, який включає відбір ґрунтових проб, встановлення їх на підставці, яка може міняти своє місце по висоті над горизонтальною поверхнею відрізняється тим, що відбираються ґрунтові проби циліндричної форми з мінімальним об'ємом, який зберігає властивості ґрунтового середовища, 1дм3 ± 10 %,і опускають їх вільним падінням на поверхню близьку до абсолютно твердої, з різної висоти, добиваючись роз'єднання проб на фракції потрібного розміру і приймаючи, що потенціальна енерпя маси проби, піднятої на знайдену висоту, еквівалентна енергії зв'язку між елементами скиби цієї проби Питання про вибір такого обєму ґрунту висвгглено академіком В П Горячкіним Внаслідок руйнування проби, яке відбувається під час падіння и з фіксованої висоти 1050мм і фракційному складі (див табл) з ймовірністю 0,95 встановлюється мінімальна потенціальна енерпя руйнування зв'язків між елементами скиби, яка складає 14,6Дж Таблиця Результати експериментів (середньостатистичне з 10 зразків) Розмір фракції, мм Середня вага фракції, г менше 0,5 1 0,5-1 35 1 -3 315 3-5 5-7 7-Ю Більше 10 Приклад виконання способу. Даний спосіб проводили в польових умовах фон поля - чорнозем малогумусовий Брали пробу об'ємом 1дм 3 ± 10%, яка зберегла властивості ґрунту Визначали масу (М = 1421г), ЩІЛЬНІСТЬ (р = 1.42Г/СМ3) і вологість (W =15,1%) проби Дана проба піднімалася на висоту 1050мм над близько до абсолютно твердою поверхнею і опускалася на неї вільним падінням При зггкненні з твердою поверхнею вона розбивався на елементи скиби різної величини (на різні фракції) Після чого зруйнована проба просіювалася через калібрувальні сита, для того щоб визначити масовий вміст фракцій Даний процес повторювали змінюючи висоту вільного падіння проби до тих пір поки не отримали оптимальний варіант роз'єднання проби на різні фракції потрібного розміру (див табл) Знаючи масу проби, висоту підйому ґрунтової проби над твердою поверхнею визначали мінімальну потенціальну енергію руйнування зв'язків між частинками ґрунту (G = 14,6Дж) Було прийнято, що дана потенціальна енергія маси проби піднятої на знайдену висоту є еквівалентна енерпі зв'язку між елементами скиби цієї проби, тобто E3e = k*M*g*h, де Езв - енерпя зв'язку між елементами скиби проби, М- маса проби, яка відповідає 1дм 3 ±10%, h - висота вільного падіння проби, g - прискорення вільного падіння, k - коефіцієнт еквівалентності (к = 0,97) Застосування даного способу визначення МІЦНОСТІ ЗВ'ЯЗКІВ МІЖ елементами скиби дозволить полегшити визначення потенціальної енергії повного об'єму ґрунтового середовища в якому діють тільки консервативні сили Схематичне зображення способу зображено на фігурі Рухомий рукав 3 піднімався на певну висоту над днищем 1, по ЛІНІЙЦІ 2, потім за допомогою пружинного механізму 5 висувалася лопатка 4 на яку ставилася проба 6 Коли звільнявся пружинний механізм лопатка миттєво забиралася і проба під дією власної ваги опускалася на днище 175 155 215 525 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90