Анализ нелинейных эффектов проникания цилиндрического ударника в песчаный грунт

Abstract

Для оценки сил сопротивления прониканию ударника в грунты анализируется применимость различных моделей поведения грунтовых сред, а также исследуется влияние прочности взаимодействующих сред на значение контактной силы. Обосновывается достоверность методики "обращенного ” эксперимента для определения силы сопротивления прониканию ударника в грунт посредством регистрации деформаций мерного стержня. Математическая модель, принятая для описания деформирования сред, формулируется на основании соотношений механики сплошных сред и теории пластического течения. Постановка задачи соответствует обращенному эксперименту, когда контейнер с грунтом ударяет по неподвижному мерному стержню-ударнику. Полученное расчетное значение силы сопротивления прониканию ударника в грунт качественно и количественно соответствует регистрируемым в мерном стержне параметрам.

Для оцінки сил опору проникания ударника в грунти аналізується використання різних моделей поведінки грунтових середовищ, а також досліджується вплив міцності взаємодіючих середовищ на значення контактної сили. Обгрунтовується вірогідність методики “оберненого” експерименту з метою визначення сили опору проникнення ударника в грунт шляхом реєстрації деформації мірчого стрижня. До математичної моделі, що прийнята для опису деформування середовищ, входять співвідношення механіки суцільних середовищ і теорії пластичної течії. Постановка задачі відповідає оберненому експерименту, коли контейнер із грунтом ударяє по нерухомому мірчому стрижню-ударнику. Отримане разрахункове значення сили опору проникання ударника в грунт якісно і кількісно відповідає розглянутим у мірчому стрижні параметрам.

For estimating the resistance to penetration of a striker into grounds, the applicability of different models of grounds behavior has been analyzed and the effect of strength of interacting media on the value of contact force has been studied. Reliability of the “reverse” experiment method is substantiated for determining the resistance to striker penetration into ground by registering strains of a measuring rod. To formulate the mathematical model for the description of strains of the media, we base on the relationships of the mechanics of continua and the plastic flow theory. The statement of the problem corresponds to the reverse experiment, where the container with soil strikes against the unmovable measuring rod-striker. The calculated value of the resistance to penetration of a striker into ground is in qualitative and quantitative agreement with the parameters registered in the measuring rod.