Приведены результаты исследований деформации несвязных грунтов в придренной зоне осушительно-увлажнительных систем и их влияния на фильтрационные процессы. Раскрыт сложный механизм суффозии грунта под действием гидродинамического градиента напора и проанализировано влияние деформаций грунта на надежность и эффективность работы осушительно-увлажнительных систем. Предложены рекомендации по проектированию, строительству и эксплуатации мелиоративных систем двустороннего действия.

Індекс рубрикатора НБУВ: П032.252

Рубрики:

Опір та напруження у ґрунті

Шифр НБУВ: Ж14165 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Виконано теоретичні дослідження всмоктування води в двофракційний грунт, складений з частинок двох сортів - структурних і суфозійних. Сформульовано та строго розв'язано математичну задачу сумісних фільтрації та переносу твердих частинок у разі промочування сухого грунту на підставі підходу Гріна - Ампта. Інтенсивність притоку води в грунт є відомою функцією часу, для якої розглянуто поліноміальний та експоненціальний апроксимаційні вирази. Детально проаналізовано особливості перерозподілу неструктурних частинок в області фільтраційних деформацій, якщо приток води посилюється. Досліджено вплив механічних властивостей грунту (вихідний вміст і розміри частинок) на його водопроникність.

Досліджено зміну електричних і фізичних параметрів грунту, спричинену дією ходових систем колісних тяглово-транспоргаих засобів. Це дозволило знайти закономірності розповсюдження механічних напружень у грунті, що виникають під час проходження на ньому тятово-транспоргаих засобів. Здійснено оцінювання динамічного впливу ходових систем колісних тяглово-транспоргних засобів на грунт під час проведення грунтообробних сільськогосподарських робіт. Проведено експериментальну перевірку теоретичних положень з визначенням навантажень колісних рушіїв на грунт і зміною тиску в грунті.

Відображено особливості формування водного режиму і водоспоживання в природному біоценозі та агроценозі. Результати дослідів показали, що під час застосування добрив сумарні витрати вологи рослинами пшениці озимої зростали, а коефіцієнт використання її на створення одиниці продукції знижувався. Це відбувається внаслідок підвищення концентрації поживних елементів у грунтовому розчині завдяки застосуванню добрив, через що поглинання однієї й тієї ж кількості поживних речовин рослина витрачає менше вологи.

Сформулирована и строго решена математическая задача установившегося подпочвенного увлажнения несвязного несуффозионного грунта системой дрен (каналов) в условиях испарения с интенсивностью, зависящей от глубины грунтовых вод. Обосновано принятие постоянной вдоль фильтрационного потока скорости испарения. На многочисленных примерах показана существенность влияния переориентации частиц скелета на важнейшие фильтрационные характеристики, ее значимость для увлажнительного процесса.

Описана математическая модель для определения в почве напряжений под воздействием клина. Получены зависимости, с помощью которых можно определить угол крошения для различных глубин обработки и прочностных показателей почвы по заданным параметрам качества её проведения. Результаты решения моделей позволили определить параметры динамических систем, которые способствуют снижению их энергоемкости, повышению качественных показателей работы и созданию условий для повышения производительности агрегатов.

Filtration deformations due to the transport of solid particles are considered in two-fraction cohesionless soil. The mass transfer is initiated by the drainage effect. An equation for the velocity of ground-water is deduced when the content of the solid phase is changing. An exact solution to the transient problem is obtained at the constant drainage discharge. The existence of two distinctive zones is established in the deformation domain. The analysis of the changes in physical and mechanical characteristics is conducted.

Обгрунтовано розподіл смуги тимчасового відведення земель за станом грунтового покриву після будівництва нафтопроводу на зони з непорушеною його частиною та порушеною в межах траншеї. Показано, що грунти непорушеної зони за показниками бонітетної оцінки та продуктивністю не відрізняються від їх початкового стану. Доведено, що рекультивовані грунти в зоні траншеї за якісними показниками та продуктивністю не поступаються природним аналогам.

Проаналізовано конструкторські та технологічні особливості сучасних сошників, які можуть бути використані для нарізування борозни просапних сільськогосподарських культур, виявлено їх основні недоліки. Основним недоліком сошників є їх складність у виготовленні й експлуатації. Пристрої управління сошниками мають динамічну помилку по потужності у разі врізання в грунт до 60 %. З підвищенням коефіцієнта різання грунту сошником, недостатньо підвищується стійкість для потрібної якості формування посівної борозни, при цьому помилка досягає 40 %. Тому для підвищення врожайності сільськогосподарських культур необхідно забезпечити більш дружні сходи, а це можливо лише у разі формування сошниками посівної машини борозенок відповідає агротехнічним вимогам глибини. Так як на схожість і розвиток рослин впливають рівномірність посіву насіння по довжині рядка і глибині закладення, то запропоновано регулювати глибину посівної борозни у разі зміни швидкості переміщення сівалки з урахуванням у борозні параметрів фізичних і механічних властивостей грунту з варіюванням величин статичної та динамічної помилок. Наведено блок-схему системи для адаптивного керування процесом різання борозен. Визначено передатні функції елементів системи. Пристрій для адаптивного управління процесом нарізування борозни сошником сівалки містить: блок завдання, суматор, привід сошника, редуктор приводу сошника, блок керування швидкістю переміщення сівалки, датчик потужності, пороговий елемент, модель процесу управління нарізування борозни, датчик швидкості переміщення сошника, фільтр і датчики параметрів фізичних і механічних властивостей грунту. Встановлено, що змінюючи глибину зворотного зв'язку (пропорційну частину), можна варіювати величиною статичної помилки. Регулюючи глибину зворотного зв'язку (диференціальна та інтегральна частини), можна варіювати величиною динамічної помилки (перерегулювання системи у разі накидання навантаження).

Проведено формалізацію процесу глибокого рихлення грунту комбінованим чизельним знаряддям. Із урахуванням фізико-механічних властивостей грунтів та особливостей їх взаємодії з робочими органами для проведення теоретичних досліджень запропоновано основні положення процесу подрібнення грунту. На підставі формалізації процесу розроблено конструкцію комбінованого чизеля з додатковими вертикальними та горизонтальними деформаторами.

Найбільш ефективним способом руйнування мерзлих і скельних грунтів з точки зору продуктивності машин і собівартості розробки грунту є горизонтальне пошарове розпушування навісними розпушувачами на базі потужних тракторів. Одним із шляхів підвищення ефективності розпушувального агрегату є удосконалення його системи керування. Розпушування грунту забезпечує зниження витрат на тонну продукції, сприяє підвищенню якості продукції і є меншою небезпекою для довкілля в порівнянні з виконанням земляних робіт буропідривним методом. У зв'язку з цим необхідно зробити аналіз математичних моделей рельєфу при взаємодії рушія розпушувача з поверхнею грунту. Мета роботи - підвищення ефективності розпушувального агрегату шляхом удосконалення його системи керування. Застосування стохастичних моделей рельєфу дозволяє вирішувати завдання взаємодії рушія з грунтом при русі базової машини по опорній поверхні з урахуванням реального рельєфу. Існуючий математичний апарат дозволяє моделювати рух базової машини по опорній поверхні з урахуванням реального рельєфу місцевості та може бути використаний у подальших роботах при розрахунках взаємодії рушія розпушувача з поверхнею грунту.

Обгрунтовано один із напрямів зниження впливу ходових систем мобільних сільськогосподарських агрегатів, сформованих на базі автомобільних шасі, на виконанні технологічних операцій як в умовах поля, так і на транспортних операціях при русі автомобільними дорогами. Проаналізовано основні шляхи, які можуть забезпечити ефективне використання автомобільного шасі в умовах поля та на автомобільних дорогах. Встановлено, що найбільш ефективним є обладнання автомобільних шасі широкопрофільними шинами з регульованим внутрішнім тиском повітря та системою контролю-підкачки шин, що надає можливість ефективно використовувати шасі як на основних технологічних операціях (в полі), так і на транспортних операціях (на автомобільних дорогах). Визначено виплив тиску повітря в шині колеса ходової системи автомобільного шасі КрАЗ-6322 на площу контакту шини з опорною поверхнею та тиском на нею.

Проведено аналіз розподілу сільськогосподарських угідь України за питомим опором грунту при оранці. За даними щодо питомого опору грунтів різних типів і гранулометричного складу отримані вихідні дані для визначення розподілу грунтів за питомим опором в цілому по Україні. Встановлено, що розподіл грунтів за питомим опором при оранці не відповідає нормальному або багатомірному нормальному, а є лінійною комбінацією нормальних розподілів питомого опору за грунто-кліматичними зонами. Оцінка математичного сподівання питомого опору грунтів України при оранці може бути прийнятою рівною 57 кПа.

На основании гипотезы об отделении клином пласта связной почвы путем ее изгиба составлена математическая модель определения нормальных и касательных напряжений в почве под воздействием клина.

Досліджено агротехнічні вимоги до машинних агрегатів з дисковими робочими органами, які сьогодні використовуються для дослідження якості виконання механізованої технологічної операції. За результатами досліджень доведено, що деякі показники, за сучасних умов, втратили свою актуальність і необов'язкові для дослідження, адже їх заміняють системи електронного контролю. Натомість встановлені показники, які істотно впливають на розвиток кореневої системи рослини і, як слідство, на реалізації біологічного потенціалу агрокультури і раніше не враховувались. У матеріалах статті приведені результати проведених досліджень показників роботи машинних агрегатів у польових умовах при обробітку грунту дисковими робочими органами в різних господарствах Сумської області. Досліджені як машини вітчизняного виробництва, так і іноземного: МТЗ 892 + УДА-2,4, New Holland + Quivogne APXTL 36, ХТЗ 17221 + УДА-3,1, Fendt 360 + Fradit 6000, К 701 + СОЛОХА, Т-150 + УДА-3,8, John Deere 8400 + БДТ-10, Т-150К + БДТ-7,0А, Fendt 936 + БГР 6,7, Case 270 + БГР 4,2. Під час дослідження показників якості роботи машинних агрегатів при виконанні дискування використовувались різні методики та прилади, які максимально забезпечували точність досліджень. За мету ставилось дослідити існуючі та альтернативні способи регулювання глибини обробітку машинами з дисковими робочими органами, за умови забезпечення оптимальних умов для росту і розвитку аграрної культури. Таким чином, провели дослідження і одержали результати щодо регулювання глибини швидкістю проведення дискування, зміною кута атаки робочих батарей та використання додаткового баласту, закріпленого на рамі машини.

Розглянуто питання впливу коливань вертикальних прискорень на ущільнення грунтів, як процесу зміни складання грунту під впливом високих механічних навантажень, а сааме під впливом важкої сільськогосподарської техніки. Розглянуто вплив коливання вертикальних прискорень на швидкість зміни напружень в оброблюваному шарі грунту в процесі виконання агротехнічних операцій. Через використання в сільському господарстві України потужних енергонасичених тракторів зарубіжних фірм виникла необхідність вирішення цих завдань, що є особливо актуальним для ринкових відносин. Основна мета дослідження - вивчення зміни тиску в родючому шарі і розробка рекомендацій до зменшення ущільнення грунту від інтенсивності вертикальних прискорень в процесі руху агрегату. Прагнення підвищити універсальність тракторів для роботи зі шлейфом сільськогосподарських машин призначених для сусідніх тягових класів пов'язане з гострою необхідністю оцінки їх тягово-енергетичних параметрів і впливу на грунт при випробуваннях і експлуатації. Вологість грунту в момент впливу на неї техніки є найважливішим чинником, що визначає ступінь ущільнення при одному і тому ж навантаженні. Глибина деформації, що визначається вище названими факторами, а також одиничною масою техніки, тиском на вісь і напругою на глибині нижче оброблюваного шару грунту.

Розглянуто теоретичний аспект взаємодії леза лапи культиватора з грунтовим середовищем, обгрунтовано доцільність врахування динамічного напору грунту на лезо при визначенні кута розхилу стрілчастої лапи культиватора.

Розглянуто та апробовано методику розпізнавання нелінійних стохастичних коливальних систем на прикладі дослідження динаміки взаємодії корпусу плуга на пружній підвісці з грунтом, що засноване на результатах експериментів за умов нормального функціювання системи.

Проведено аналіз теоретичних досліджень впливу коливань елементів машинно-тракторних агрегатів на прямолінійність його руху та збільшення ущільнюючого впливу на грунт. З данного аналізу видно, що коливання трактора призводять коливань причіпних або навісних знарядь і як наслідок - порушення агротехнічних вимог для створення сприятливих умов зростання рослин, зниження тягово-зчіпних властивостивостей та ін. Окрім того, коливання трактора приводить до переущільнення грунтів, а це викликає зниження родючості грунтів і, внаслідок цього, врожайності польових культур.