ДВИЖЕНИЕ ИНСТРУМЕНТА В ВЯЗКОПЛАСТИЧНОМ ГРУНТЕ ПРИ «КЛЮЮЩЕМ» БУРЕНИИ
Остается рассмотреть еще один случай—определить величину погружения за удар при вязкопластичной модели грунта.
Схема действия сил на инструмент, внедряющийся в вязкопластичный грунт, показана на рис. 7.7. В отличие от рис. 7.5, здесь к действующим на инструмент нагрузкам добавилась сила вязкого сопротивления, пропорциональная скорости /г движения инструмента.
Указанная модель наиболее соответствует водонасыщенным глинам и суглинкам. Решить эту задачу с помощью общих теорем динамики невозможно, поэтому составим и проинтегрируем соответствующее дифференциальное уравнение движения инструмента:
(7.35) |
m/f+-г) /г+=Р — F„,
где г)—коэффициент вязких сопротивлений грунта, пропорциональных скорости движения инструмента; h—ускорение движения инструмента. Коэффициент £, определяется с помощью выражения (7.29). Характеристическое уравнение для выражения (7.35) будет иметь вид
(7.36) mh |
тр2+хр + ^=0,
Рис. 7.7. Схема действия сил на инструмент, внедряющийся в вязкопластичнын грунт при «клюющем» бурении
его решение
— П± v^ri2—4iJiE
^ (7-37)
В соответствии с выражением (7.37) решение уравнения (7.-35) будет иметь различный вид в зависимости от соотношения численных значений слагаемых под знаком корня. В принципе здесь можно выделить три случая: первый п/<4ш£. второй n“ = 4mc и третий г)2>4и»£,.
Первый случай характеризует процесс ударного бурения грунтов’ при значительном весе инструмента и не очень больших вязких сопротивлениях. Практически этот случай охватывает всю область соотношений параметров, встречающихся на практике. Для него Лтах определится следующим выражением:
P~F*
h — р Т’ "та* ^ |
Л«огё — (P-F.) (у2+ог’)]2 + (е„0^) 2t’o7^~ (P~F„) (у2+ш2) “I, Р— F„ ч |
+ —(7.38)
л/|>оТ£~ (P-F*) (Y2+03j)]2+(c„o^)2J 5
В выражении (7.38)
у = Л/2 m, , (7.39)
■ <1М)
1 »0(о£
Экспериментальные работы, проведенные в различных грунтовых условиях, в основном подтвердили полученные теоретическим путем результаты, что свидетельствует о правомерности использования этой модели грунта.