Вы здесь

Створення робочого органа для ущільнення ґрунту під магістральними трубопроводами

Автор: 
Кузьмінець Микола Петрович
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2006
Артикул:
0406U002873
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

розділ 2. Результати зведено до
табл. 4.4.
Таблиця 4.4
Результати перевірки адекватності математичних моделей за критерієм Фішера
Параметр
Характерна точка ґрунтового масиву
4
faд
17
19
20
19
S2ад
1,823Ч10-5
1,359Ч10-5
3,57Ч10-5
1,434Ч10-5
FP
0,47
0,38
0,85
0,37
FT
2,63
2,65
2,90
2,65
Умова адекватності Fр виконується
виконується
виконується
виконується
Таким чином, перевірка рівнянь (4.5...4.8) показала адекватність математичних
моделей, що описують напружений стан ґрунту у характерних точках масиву ґрунту
під трубопроводом, тобто підтвердила придатність їхнього застосування.
Аналіз математичних моделей та визначення раціональних параметрів і режимів
навантаження ґрунтоущільнювальних лопаток
Рішення математичних моделей (4.5...4.8) дозволяє оцінити вплив зміни значень
кожного фактору на напружений стан ґрунтового масиву під трубопроводом в
характерних точках.
Оскільки, при побудові ММ фактори задавалися в кодованому вигляді, це дозволило
безпосередньо по знаку та абсолютній величині коефіцієнта значущості при
незалежних факторах робити висновки про ступінь їхнього впливу на функцію
відгуку, тобто на значення напружень. Знак „+” перед коефіцієнтом значущості
фактора свідчить про те, що із збільшенням фактора зростає значення функції
(напруження), а знак „-” відповідає зменшенню величини цієї функції. Причому,
чим більша абсолютна величина коефіцієнта, тим сильніший вплив фактора, перед
яким стоїть зазначений коефіцієнт.
Розглянемо ММ (4.5), що описує напруження в ґрунтовому масиві по осі під
трубопроводом в точці 1. Найбільший вплив на значення напружень під нижньою
твірною трубопроводу має довжина лопатки Х3. Абсолютна величина коефіцієнта
значущості цього фактора складає 25,24Ч10-3. Також суттєвий вплив на величину
напружень у ґрунті під МТ чинить відстань між лопатками Х2 та кут обтискування
ґрунту Х1. При цьому цілком логічно напруження зростають при зменшенні кута
обтискування Х1. Інші фактори мають несуттєвий вплив на величину напружень у
характерній точці 1.
У випадку оцінки напруженого стану в середній частині ґрунтового масиву по осі
під МТ у точці 2 (див. рис. 2.3), що описується математичною моделлю (4.6),
найбільш суттєвим є вплив довжини лопатки Х3. Збільшення останньої призводить
до росту напружень у середній частині ґрунтового масиву, що є очевидним з
огляду на розрахункову схему. Безумовно не останню роль у зміні напруженого
стану ґрунту в середній частині ґрунтового масиву відіграють значення
параметрів Х2 (відстань між лопатками) та Х1 (кут обтискування), зменшення яких
цілком логічно пояснює підвищення напружень у ґрунті. Не випадково значення
параметру Х4 є малозначущим, оскільки відстань від лопатки до трубопроводу не
може чинити суттєвого впливу на напруження у середній частині масиву ґрунту під
МТ.
Аналіз рівняння (4.7), яке описує напружений стан у нижній частині ґрунтового
масиву, що межує з дном траншеї, виявив найбільший вплив на величину напружень
збільшення довжини лопатки Х3 та зменшення відстані між ними Х2. Крім того,
слід відмітити, що за абсолютною величиною коефіцієнти при цих факторах нижчі,
ніж в попередніх рівняннях у верхній та середній частинах масиву. На основі
цього можна зробити висновок, що значення напружень у нижній частині ґрунтового
масиву, який розглядається, будуть меншими, ніж у верхній частині ґрунтового
масиву по осі під МТ.
Напружений стан ґрунтового масиву в характерній точці 4 описуються математичною
моделлю (4.8). Як правило, у точці 4 спостерігаються максимальні значення епюри
напружень по осі під МТ. Аналіз рівняння виявив, що найбільший вплив на
досягнення максимальних напружень у характерній точці 4 чинить зменшення
відстані від лопатки до твірної труби Х4 та кута обтискування ґрунту Х1. Як
видно з рівняння (4.8), такий параметр як відстань між лопатками Х2 не суттєво
впливає на напружений стан у точці 4 ґрунтового масиву, хоча вплив на
напружений стан ґрунту чинить квадратична залежність фактора Х22.
З метою досягнення необхідних значень напружень у характерних точках ґрунтового
масиву під дією змінних факторів у визначених інтервалах їхніх значень та
оцінки можливості досягнення рівномірного ущільнення ґрунтового масиву на
різній глибині під трубопроводом, розглянемо як будуть змінюватися напруження у
характерних точках масиву під дією досліджуваних факторів, значення яких
змінюються у зазначених діапазонах. Для цього вирішимо систему рівнянь
(4.5...4.8).
0,08637 - 0,01696х1 + 0,02101х2 - 0,02524х3 - 0,00306 + 0,00367 +
0,00299х2 х3 - s1 = 0;
(4.9)
0,09741 - 0,0027х1 - 0,00798х2 + 0,01312х3 + 0,0024- s2 = 0;
0,07215 - 0,00509х2 + 0,01162х3 - 0,00276- s3 = 0;
0,09889 - 0,00642х1 + 0,00605х3 - 0,01496х4 + 0,00306- s4 0.
Система аналітичних рівнянь (4.9) розв’язана методом Ньютона. При цьому
задавались значення факторів у кодованому вигляді у інтервалі варіювання 1 >
Х1...Х4 > -1. Результатом рішення є величини напружень у характерних точках 1,
2, 3, 4 ґрунтового масиву під МТ. Результати досліджень представлені на рис.
4.2.
Аналіз результатів проведених досліджень показує, що у вибраних діапазонах
зміни досліджуваних факторів можливо досягти максимальних значень напружень у
характерних точках ґрунтового масиву в результаті його ущільнення. При цьому
можливо також досягти однакових значень напружень у ґрунтовому масиві для
характерних точок 1, 2, 4. Значення напружень в точці 3 у досліджуваному
діапазоні зміни факторів лежать нижче кривих 1, 2, 4, отже вони не можуть мати
спільного кореня розв’язку при перетині із зазначеними кривими. Тобто у заданих
діапазонах змінних факторів досягти од