Теоретическое обоснование держащей силы мобильной опоры для крепления лесосплавных объектов. C. 141-151

УДК

627.142.2

DOI:

10.37482/0536-1036-2024-1-141-151

Аннотация

Лесотранспортная эксплуатация малых и средних рек обеспечивает экономическую доступность древесного сырья, находящегося на большом удалении от потребителей. Для этих рек типичны непродолжительность использования лесосплавных объектов, перемещение их с одного места на другое. На данных объектах наиболее подходящим представляется применение мобильных наполняемых опор. Приведено краткое описание их конструкции, монтажа и демонтажа. Изготовление и эффективное использование таких опор требует соответствующего обоснования их параметров, в частности держащей силы. Цель исследования – разработка научных основ для определения держащей силы и эффективного применения указанных опор. Выполнено теоретическое обоснование процесса взаимодействия предлагаемой нами опоры с грунтовым массивом. На базе этого обоснования разными способами получены 2 альтернативные формулы для установления держащей силы, обеспечиваемой одной секцией грунтозацепов. Вычисления по этим формулам дают близкие результаты. Примерно одинаковы в них и зависимости держащей силы от определяющих факторов, к которым относятся вертикальная нагрузка на секцию грунтозацепов, передаваемая от наполняемых емкостей, коэффициент трения материала опоры по грунту, плотность грунта, его коэффициент внутреннего трения, глубина внедрения грунтозацепов в грунт. Похожие свойства формул позволяют считать их достоверными. Общая держащая сила опоры рассчитывается по массе наполняемых емкостей, держащей силе одной секции грунтозацепов и их количеству. Установлены степень и характер влияния определяющих факторов на держащую силу мобильной наполняемой гравитационно-анкерной опоры. Увеличение любого из них приводит к возрастанию держащей силы. Наиболее значимым фактором является вертикальная нагрузка на секцию грунтозацепов. Зависимость от нее держащей силы линейная. В меньшей степени влияют (в порядке убывания) угол внутреннего трения грунта, коэффициент трения материала опоры по грунту, его плотность. Размеры грунтозацепов в реальных диапазонах их изменения воздействуют незначительно, но сам факт их наличия обеспечивает ощутимую долю держащей силы опоры.

Сведения об авторах

С.В. Посыпанов*, д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: ABF-6542-2021,
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0600-7089
К.В. Козлов, аспирант; ResearcherID: JFA-2045-2023,
ORCID: https://orcid.org/0009-0003-8892-5867

Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002; s.posypanov@narfu.ru*, kozlovkonstantin94@gmail.com

Ключевые слова

лесосплав, опора, мобильная опора, наплавные сооружения, крепление плотов, держащая сила

Для цитирования

Посыпанов С.В., Козлов К.В. Теоретическое обоснование держащей силы мобильной опоры для крепления лесосплавных объектов // Изв. вузов. Лесн. журн. 2024. № 1. С. 141–151. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2024-1-141-151

Литература

1. A. c. 1523508 СССР, МПК В65G 69/20 (2006.01). Устройство для берегового крепления наплавных сооружений: № 4343248/31-11: заявл. 03.11.1987: опубл. 23.11.1989 / В.Г. Таскаев. Taskaev V.G. A Device for Shore Anchorage of Floating Structures. USSR, no. SU 1523508А1, 1989. (In Russ.).
2. A. c. 1548321 СССР, МПК Е02В 3/06 (2006.01). Устройство для берегового крепления наплавных сооружений: № 4360415/30-15: заявл. 06.01.1988: опубл. 07.03.1990 / В.Г. Таскаев, Г.Г. Чешков.
3. Вихарев А.Н. Расчет формы призмы выпирания грунта при вертикальном сдвиге анкера круглой формы методом квазипотенциального моделирования // Совершенствование техники и технологии лесозаготовок и транспорта леса: сб. науч. тр. фак. природ. ресурсов АГТУ. Вып. 4. Архангельск: АГТУ, 2010. С. 80–86.
4. Вихарев А.Н., Гагарин П.Н. Квазипотенциальное моделирование механических характеристик работы анкера в грунтах // Совершенствование техники и технологии лесозаготовок и транспорта леса: сб. науч. тр. сотрудников фак. природ. ресурсов, посвящ. 70-летию АГТУ и ФПР. Архангельск: АГТУ, 1999. С. 73–83.
5. Еврокуб // Сайт «Завода удачных теплиц». Режим доступа: https://tepli4ki.ru/ (дата обращения: 17.01.22).
6. Козлов К.В., Беляев Н.С., Посыпанов С.В. Оценка держащей силы мобильных наполняемых опор гравитационно-анкерного типа // Актуал. науч. исслед. в соврем. мире. 2021. № 11-11(79). С. 19–23.
7. Козлов К.В., Беляев Н.С., Посыпанов С.В. Анализ крепления лесосплавных объектов при коротких сроках навигации // Инновации. Наука. Образование. 2021. № 36. С. 1543–1546.
8. Козлов К.В., Посыпанов С.В. Использование мобильных наполняемых опор для крепления наплавных объектов на лесосплаве // Инновации. Наука. Образование. 2020. № 23. С. 541–545.
9. Митрофанов А.А. Научное обоснование и разработка экологически безопасного плотового лесосплава. Архангельск: АГТУ, 1999. 268 с.
10. Митрофанов А.А. Лесосплав. Новые технологии, научное и техническое обеспечение: моногр. Архангельск: АГТУ, 2007. 492 с.
11. Патент 119757 РФ, МПК E02B 1/00 (2006.01), E02B 3/00 (2006.01), E01D 19/00 (2006.01). Анкерная опора для берегового крепления наплавных сооружений: № 2012116665/13: заявл. 24.04.2012: опубл. 27.08.2012 / Г.Я. Суров, А.Н. Вихарев, С.Е. Лихачев, А.А. Емельянов. 9 с.
12. Патякин В.И., Дмитриев Ю.Я., Зайцев А.А. Водный транспорт леса. М.: Лесн. пром-сть, 1985. 336 с.
13. Технические таблицы. 2006. Режим доступа: https://tehtab.ru/ (дата обращения: 17.12.21).
14. Цытович Н.А. Механика грунтов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1983. 288 с.
15. Ambrose J. Simplified Design of Masonry Structures. New York, John Wiley and Sons, 1991. pp. 70–75.
16. Baker W.H., Kondner R.L. Pullout Load Capacity of a Circular Earth Anchor Buried in Sand. National Academy of Sciences, Highway Research Record, 1966, no. 108, pp. 1–10.
17. Craig R.F. Soil Mechanics. 6th ed. London, New York: E & FN Spon, 1997. 485 р.
18. Heibig C. Künstliche Anker beim Seilkraneinsatz State of the Art. Zürich, ETHZ D-WAHO Forstliches Ingenierurwesen, 1997. 44 p.
19. Verruijt A. Soil Mechanics. Delft University of Technology, 2012. 331 p.
20. Yam K.L. The Wiley Encyclopedia of Packaging Technology. John Wiley & Sons, 2009. 1376 p. https://doi.org/10.1002/9780470541395