Встановлення закономірностей процесу проколу грунту робочим органом з асиметричним наконечником
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.230256Ключові слова:
безтраншейні технології, прокол ґрунту, інженерні комунікації, робочий орган, керування рухомАнотація
Наявність аналітичних залежностей, які описують процес статичного проколу ґрунту робочим органом з конічним асиметричним наконечником, потрібно для створення установок з можливістю керування траєкторією проколу ґрунту.
У роботі розглянуті особливості процесу взаємодії асиметричного конічного наконечника з ґрунтом. Отримані аналітичні залежності для визначення його реакцій при статичному проколі, для відхилення траєкторії руху головки від прямої, для встановлення розміру зони ущільнення ґрунту і величини руйнуючої сили, яка діє на прилеглі комунікації та інші підземні об’єкти.
Встановлено, що з збільшенням величини зміщення вершини конусу, наприклад, від своєї вісі з 0,02 м до 0,08 м при діаметрі свердловини 0,2 м, величина опору проколу ґрунту збільшується майже в чотири рази. Найбільший опір досягається при проколюванні твердого супіску.
Встановлено, що з ростом величини зміщення вершини конусу наконечника відхилення траєкторії збільшується. Найбільшого відхилення від прямої траєкторії руху проколююча головка досягає при більш загостреному конусі та більшому асиметричному відхиленні його вершини та, наприклад, в твердому супіску може скласти до 0,17 м при довжині прольоту 10 м.
Визначено, що розмір зони руйнування ґрунту може бути більшим майже ніж у 1,8 рази порівняно з наконечником у вигляді симетричного конусу та досягати від 8 до 12 діаметрів свердловини залежно від типу ґрунту. Максимальний тиск на прилеглі об’єкти може досягати з 0,06 МПа в тугопластичній глині до 0,09 МПа в твердому супіску.
Отримані розрахункові залежності для визначення силових та технологічних параметрів залежно від геометричних розмірів асиметричного наконечника робочого обладнання можуть бути використані при створенні установок з керованим статичним проколом для найбільш поширених ґрунтових умов.
Посилання
- Zwierzchowska, A., Kuliczkowska, E. (2019). The selection of the optimum trenchless pipe laying technology with the use of fuzzy logic. Tunnelling and Underground Space Technology, 84, 487–494. doi: http://doi.org/10.1016/j.tust.2018.11.030
- Adams, E. (2007). Latest developments for the trenchless construction of pipelines. Oil Gas-European Magazine, 33, (2), 62–66.
- Zhao, J., Ling, B. (2014). Trenchless technology underground pipes. Shanghai: Machinery Industry Press, 134.
- Cohen, A., Ariaratnam, S. (2017). Developing a Successful Specification for Horizontal Directional Drilling Pipelines. Planning and Design 2017. Phoenix: 45. doi: http://doi.org/10.1061/9780784480878.050
- Eshutkin, D. N., Smirnov, Yu. M., Tsoy, V. M., Isaev, V. L. (1990). Vysokoproizvoditelnye gidropnevmaticheskie udarnye mashiny dlya prokladki inzhenernykh kommunikatsiy. Moscow: Stroyizdat, 176.
- Kravets, S. V., Kovanko, V. V., Lukianchuk, O. P. (2015). Naukovi osnovy stvorennia zemleryino-yarusnykh mashyn i pidzemnorukhomykh prystroiv. Rivne: NUVHP, 322.
- Kruse, G. (2009). The trenchless technique horizontal directional drilling. Soil related risk and risk mitigation. 4th Pipeline Technology Conference, 134–156.
- Romakin, N. E., Malkova, N. V. (2007). Parametry rabochego instrumenta dlya staticheskogo prokola gruta. Stroitelnye i dorozhnye mashiny, 11, 31–33.
- Kravets, S., Suponyev, V., Rieznikov, O., Kosiak, O., Nechydiuk, A., Klets, D., Chevychelova, O. (2018). Determination of the resistance of the cylindricaltubular drill for trenchless laying of underground communications. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (7 (93)), 64–70. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.131838
- Tsung, N., Zheng, M., Najafi, M., Mehraban, S. (2016). A Comparative Study of Soil Pressure and Deformation of Pipes Installed by the Open-Cut Method and Trenchless Technology. Pipelines 2016 Out of Sight, Out of Mind, Not Out of Risk. Shanghai, 135. doi: http://doi.org/10.1061/9780784479957.132
- Asperger, M., Jeremic, B. (2012). Examination of the Cavity Expension Model: Predicting Hydrofracture During Horizontal Directional Drilling. ECI 284: Theoretical Geomechanics. Term Project, 256–267.
- Raksha, S., Anofriev, P., Kuropiatnyk, O. (2019). Simulation modelling of the rolling stock axle test-bench. E3S Web of Conferences, 123, 01032. doi: http://doi.org/10.1051/e3sconf/201912301032
- Perepechko, Y., Kireev, S., Sorokin, K., Imomnazarov, S. (2019). Use of Parallel Technologies for Numerical Simulations of Unsteady Soil Dynamics in Trenchless Borehole Drilling. Parallel Computational Technologies, 1063, 197–210. doi: http://doi.org/10.1007/978-3-030-28163-2_14
- Posmituha, O., Kravets, S., Suponyev, V., Glavatsky, K. (2018). Determination of equivalent and optimal sizes of wedge tip from flange for the static perforation of soil. MATEC Web of Conferences, 230, 01011. doi:10.1051/matecconf/201823001011
- Zemskov, V. M., Sudakov, A. V. (2005). Analiz issledovaniya lobovogo soprotivleniya pri bestransheynoy prokladke truboprovodov metodom prokola. Izvestiya TulGU. Seriya Podemno-transportnye mashiny i oborudovanie, 6, 35–38.
- Gusev, I. V., Chubarov, F. L. (2014). Primenenie upravlyaemogo prokola grunta pri bestransheynoy prokladke trub. Potentsial sovremennoy nauki, 2, 30–33.
- Lunys, O., Neduzha, L., Tatarinova, V. (2019). Stability research of the main-line locomotive movement. Proc. of the 23rd Int. Sci. Conf. Transport Means 2019 pt III. Palanga: Kaunas Univ. of Technology, 1341–1345.
- Cherkashin, S. (2016). Installation of the Pipelines Made of Ductile Iron (DI) With the Usage Of Horizontal-directional Drilling Technique (HDD) For Water Supply Treatment Service and Sewerage Pipelines Construction and Reconstruction. Procedia Engineering, 165, 717–725. doi: http://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.11.769
- Belyaev, N. M. (1962). Soprotivlenie materialov. Moscow: Fizmatgiz, 608.
- Goldshteyn, M. N. (1979). Mekhanicheskie svoystva gruntov (napryazhenno-deformirovannye i prochnostnye kharakteristiki gruntov). Moscow: Stroyizdat, 304.
- Khachaturian, S. L. (2013). Fizychne modeliuvannia ta bahatofaktornyi eksperyment dlia vyznachennia zusyllia prokoliuvannia robochym orhanom aktyvnoi diyi. Zbirnyk naukovykh prats (haluzeve mashynobuduvannia, budivnytstvo), 1 (36), 238–243.
- Rogachev, A. A. (2006). Formirovante upravlencheskogo resheniya pri opredelenii rezhimov gornykh vyrabotok na osnovanii matematicheskogo iodelirovaniya. Izvestiya TulGU. Seriya «Ekonomika. Upravlenie. Finansy», 3, 356–360.
- Romakin, N. E., Malkova, N. V. (2006). Usilie vnedreniya i optimalniy ugol zaostreniya rabochego nakonechnika pri staticheskom prokole ґrunta. Stroitelnye i dorozhnye mashiny, 10, 35–39.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Svyatoslav Kravets, Vladimir Suponyev, Valery Shevchenko, Alexander Yefymenko, Vitaliy Ragulin
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
