ФОРМУВАННЯ КОМПЛЕКСУ СПЕЦІАЛЬНИХ ЗЕМЛЕРИЙНИХ МА-ШИН ДЛЯ РОБОТИ В УМОВАХ ДІЮЧИХ МАГІСТРАЛЬНИХ ТРУБОПРОВОДІВ

summary

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У першому розділі розглянуто сучасний стан нафто-газотранспортної системи країни, необхідність її модернізації та встановлено шляхи забезпечення безаварійного її функціонування. Проаналізовано перспективні напрями підвищення ефективності землерийної техніки, пов’язані з розглядом фізичної суті взаємодії робочого обладнання з ґрунтовим середовищем у специфічних умовах виконання робіт.

Питаннями створення основ теорії різання та копання ґрунтів та вдосконалення робочих процесів землерийних машин займалися: Т.В. Алєксєєва, К.О. Артем’єв, В.Л. Баладінський, Ю.О. Вєтров, Д.П. Волков, В.П. Горячкін, М.Г. Домбровський, А.М. Зєлєнін, Л.В. Назаров, В.В. Нічке, М.О. Ульянов, А.М. Холодов, Л.А. Хмара та багато інших.

Розвиток методів і способів підвищення ефективності землерийних та будівельних машин пов’язаний з іменами В.І. Баловнєва, О.В. Бикова, З.В. Гарбузова, І.А. Емельянової, В.В. Кованька, С.В. Кравця, І.Г. Кириченка, А.Ф. Кичигіна, Е.М. Кузіна , В.С. Ловейкіна, Д.А. Лозового, В.Д. Мусійка, І.І. Назаренка, П.В. Нікуліна, І.А. Недорєзова, В.П. Павлова, В.О. Пенчука, М.К. Сукача, Л.А. Хмари, А.А. Яркіна та ін.

Оцінку напружено-деформованого стану ґрунтового середовища та будівельних матеріалів містять відомі роботи С.С. Вялова, Г.А. Генієва, М.М. Герсеванова, М.І. Горбунова-Посадова, Б.М. Жемочкіна, O.А. Ільюшина, В.П. Ковбаси, Г.К. Клейна, Л.О. Прандтля, М.П. Пузиревського, В.Й. Сівка, В.В. Соколовського, В.А. Флоріна, С.А. Хрістіановича, М.А. Цитовича.

Дослідження, пов’язані з розробкою теорії взаємодії робочого обладнання з ґрунтовим середовищем, були виконані закордонними вченими та дослідниками: І. Баром, І. Вехером , А. Вільямсом, М. Біо, А. Бішопом, С. Бескером, Н. Брахом, І. Брінч-Хансеном, Р. Гібсоном, І. Гойдором, Е. Дінглінгером, В. Зене , Ж. Керізелем, Ф. Кінастом, К. Кубецем, Р. Кюном, В. Леуссеном, В. Лімбергом, У. Лэмбом, С. Міадемою, В. Морцеллі, М. Нікольсом, A. Осом, І. Пейером, І. Ратье, Л. Росипером, К. Терцагі.

Аналіз відомих теорій взаємодії робочого обладнання землерийних машин із середовищем засвідчив обмеженість їх застосування при оцінці специфіки роботи землерийних машин в умовах близько розташованого МТ, оскільки раніше не розглядалося питання оцінювання впливу робочого обладнання на зміну напружено-деформованого стану близько розташованого об’єкта підвищеної небезпеки.

Постала необхідність оцінити вплив: відстані роботи обладнання землерийних машин від трубопроводу; геометричних параметрів робочих органів; величин навантажень на ґрунтове середовище на зміну напружено-деформованого стану близько розташованого магістрального трубопроводу.

наведено основні положення теорії робочих процесів землерийних машин, що працюють в умовах близько розташованого діючого трубопроводу. Встановлено, що картина силового навантаження трубопроводу є доволі складною і полягає у статичній невизначеності задачі; залежності величин силового навантаження трубопроводу та схем прикладання сил від конструкцій робочого обладнання машин, режимів його роботи та відстаней взаємно-допустимого розміщення робочого і ходового обладнання машин відносно трубопроводу.

Запропоновано ідею – через визначення НДС середовища оцінити вплив робочих процесів машин на зміну НДС трубопроводу, а за відомими величинами допустимого впливу на трубопровід – визначити параметри та режими роботи робочого обладнання машин і комплексів у цілому, при яких не відбудеться перевищення допустимих значень НДС трубопроводу та гарантуватиметься безпека виконання робіт під час капітального ремонту діючих МТ.

Для цього пропонується розглядати робочі процеси землерийних машин для капітального ремонту магістральних трубопроводів як взаємодію систем: «робочий орган – ґрунт – трубопровід», «машина – ґрунт – трубопровід», «комплекс машин – ґрунт – трубопровід».

Для врахування властивостей ґрунтового середовища, з яким взаємодіють робочі органи машин, розглянуто такі, що чинять найбільший вплив на зміну деформативних і міцнісних характеристики ґрунтів: модуль пружності Е_гр, кут внутрішнього тертя j і коефіцієнт зчеплення С_гр, які мають різну кількісну величину залежно від типу ґрунту та його вологості згідно з даними районування України за ґрунтово-геологічними умовами.

Для практичного застосування моделі взаємодії робочого обладнання з ґрунтовим середовищем представлено залежність між вертикальним напруженням s_n і осадкою ґрунту x у вигляді лінійного закону до межі пропорційності для пружно-пластичної моделі.