Выделите основные закономерности деформирования и прочности грунтов

Постановка задач в механике грунтов.

Часть 3.

Ленточные конвейеры с металлическими лентами

Ленточные конвейеры со стальной лентой. Применяются на предприятиях пищевой промышленности; при производстве бетонных плит, листов пластмассы, в моечных, сушильных, холодильных установках. Углы наклона конвейера со стальной лентой (разд. 2.1.2) на 2–5º меньше, чем у конвейеров с прорезиненной лентой, концевые и отклоняющие барабаны большего диаметра. Концы стальной ленты (разд. 2.1.2) соединяют внахлестку заклепками или сваркой.

Ленточные конвейеры с проволочной лентой подобны конвейерам с прорезиненной лентой, но имеют проволочную ленту различных типов (Лекция 2, разд. 2.1.2), применяются для транспортирования штучных и кусковых грузов через закалочные, нагревательные, обжиговые и сушильные печи; для выпечки хлебных и кондитерских изделий; в моечных, обезвоживающих, охладительных, сортировочных и других установках.

Контрольные вопросы

1. Назначение ленточных конвейеров, области их применения, устройство и принцип действия.

2. Основные конструктивные схемы, устройство и назначение роликоопор.

3. Приводы ленточных конвейеров, их конструктивные схемы, достоинства и недостатки.

4. Условия, от которых зависит тип и место расположения приводов.

5. Барабаны ленточных конвейеров. Материалы для их изготовления и футеровки. Как рассчитываются и от чего зависят геометрические размеры барабанов?

6. Что такое тяговый фактор, каким образом можно увеличить тяговую способность приводного барабана?

7. Загрузочные устройства и способы загрузки ленточных конвейеров.

8. Конструкции разгрузочных устройств и способы разгрузки ленточных конвейеров.

9. Натяжные устройства ленточных конвейеров, типы и разновидности, места установки. От чего зависит выбор типа натяжного устройства?

10. Очистные устройства и способы очистки конвейерных лент, разновидности и конструктивное исполнение очистных устройств, места установки.

11. Исходные данные для расчета ленточного конвейера. От чего зависит выбор типоразмера конвейерной ленты и роликоопор?

12. Определение сил сопротивления движению на горизонтальных и наклонных участках.

13. Как производится уточненный тяговый расчет?

14. Последовательность монтажа ленточных конвейеров.

2.Как описывается напряжённо-деформированное состояние в точке?

В механике поведение тел оценивается их перемещениями (дефор­мациями), вызванными действующими напряжениями. Напряженное состояние элементарного объема (точки ) определяется нормальны­ми (σ₁, σ₂, σ₃) и касательными напряжениями (τ_ху = τ_ух, τ_zу _ = τ_yz, τ_zx = τ_xz,где x, у и z - координатные оси. На площадках, где касательные на­пряжения равны нулю, действуют главные нормальные напряжения и σ₁> σ₂>σ₃. При этом в механике грунтов сжимающие нормальные на­пряжения принимаются со знаком плюс.

Рис. 2.1.Разложение тензора напряжений (а) на шаровой (б) и девиатор напряжений (в)

В общем случае тензор напряженного состояния элементарного объема грунта можно представить как сумму шарового тензора и девиатора напряжении (рис. 2.1).

3.Мгновенные деформации и деформации ползучести.

Многие грунты (глинистые, мерзлые, торфы, илы и др.) проявля­ют свойство ползучести, с которым связывают следующие явления: нарастание во времени t деформаций грунта при постоянных напря­жениях, изменение напряженного состояния грунта при заданной по­стоянной деформации, изменение прочности грунта во времени при действующих постоянных нагрузках.

Рассмотрим сдвиговые деформации глинистого грунта при быстром приложении к нему постоянных касательных напряже­ний (рис. 2.4). В момент приложения нагрузки к грунту будет на­блюдаться интенсивное нарастание деформаций. В лабораторных испытаниях деформации у₀, зафиксированные за 5...10 с (опти­мальное время снятия деформаций отсчета человеческим глазом по измерительному устройству перемещений), называют услов- но-мгновенными. Со временем будет наблюдаться увеличение де­формации грунта. Эту часть деформации у_к называют деформаци­ей ползучести. Общая деформация

γ = γ_о + γ_к

4.Какие основные положения приняты в теории упругости?

Теория упругости базируется на трех постулатах: сплошности, упругости и линейной деформируемости.

Хотя упругость и является общим свойством всех тел природы, но грун­ты, представляющие собой сложные дисперсные природные обра­зования, можно рассматривать как упругие тела лишь при опре­деленных условиях.

При действии местной нагрузки (большей структурной проч­ности грунта) и однократной загрузке и разгрузке в грунте будут наблюдаться как остаточные, так и упругие деформации, причем остаточные деформации часто будут во много раз превосходить по величине упругие деформации; при многократном же действии на-грузки и разгрузки грунт постепенно будет приходить в упруго-уплотненное состояние, характеризующееся постоянством (для дан-пых условий загружения) его упругих свойств.

Если же увеличить нагрузку на грунт сверх той, при которой грунт принял упруго-уплотненное состояние, то в грунте вновь возникнут значительные остаточные деформации, которые при дос­таточно большом числе циклов загрузки и разгрузки приведут грунт к новому упруго-уплотненному состоянию, но с большим мо­дулем упругости (меньшим наклоном к оси давлений кривой де­формаций грунта при разгрузке). Понятно, что такое увеличение ступеней нагрузки можно производить лишь до тех пор, пока не будет превзойден предел фазы уплотнения грунта и не наступит фаза развития сдвигов.

Таким образом, грунты при определенном режиме загружения могут принимать упруго-уплотненное состояние.

5.Какие основные положения приняты в теории линейно деформируемых тел?

При небольших изменениях давлений можно рассматривать грунты как линейно деформируемые тела, т.е. с достаточной для практических целей точностью можно принимать зависимость между общими деформациями и напряжениями для грунтов ли­нейной.

6. Чем теория линейно-деформируемых тел отличается от теории упругости?

Как показано проф. Н. М. Герсевановым (1931), если зависимость между общими деформациями и напряжениями линейна, то для определения напряжений в грунтах полностью будут применимы решения теории упругости; для определения же общих деформаций грунтов необходимы добавочные условия (например, зави­симость изменения коэффициента пористости от давления, их сжимаемость, ползучесть), которые вытекают из физической природы грунтов как дисперсных тел.

7.Чем отличаются модель дискретной среды и модель сплошной среды?

Модели сплошной и дискретной среды отличаются тем, что вместо физических величин, сосредоточенных в отдельных точках этой среды мы имеем дело с непрерывным распределением этих величин (скалярные, векторные и тензорные поля).

8.Поясните допущение о сплошности тела.

Вследствие зернистости грунта установить истинное напря­жение, возникающее в какой-либо точке его массива, с исполь­зованием теории упругости невозможно. Приходится ограничи­ваться определением средней интенсивности напряжения в тре­буемой точке основания, принимая условно, что грунт является сплошным телом.

9. Что такое изотропное и анизотропное тела?

Изотропность тела- характеристика его сплошности и упругости

Иногда грунты обладают анизотропией, обусловленной как характером их образования, так и предшествующим напряженным состоянием. Тем не менее при решении инженерных задач с некоторым приближением обычно принимают, что грунты изо­тропны. Это во многих случаях близко к действительности (для песков, неслоистых глин и суглинков и т. п.). При необходи­мости можно учесть анизотропность грунтов, но это приводит у к усложнению расчетов.Таким образом, при определении напряжений в массиве принимают, что грунт является сплошным линейно-дефор-кируемым телом, испытывающим одноразовое загружение. При этих условиях для определения осредненных напряже­ний в точке массива грунта используют решения теории упругости.

10. Какие параметры определяют напряжённо-деформированное состояние в точке массива грунта?

Напряженное состояние элементарного объема (точки) определяется нормальны­ми (σ1, σ2, σ3) и касательными напряжениями (τху = τух, τzу _ = τyz, τzx = τxz,где x, у и z - координатные оси. На площадках, где касательные на­пряжения равны нулю, действуют главные нормальные напряжения и σ1> σ2>σ3.

11.Разложите тензор напряжений на шаровой тензор и девиатор напряжений.

Рис. 2.1. Разложение тензора напряжений (а) на шаровой (б)

и девиатор напряжений (в)

Шаровой тензор напряжений характеризуется средними напряжениями:

а девиатор напряжения — интенсивностью касательных напряжений:

12.Что такое модель теории предельного напряжённого состояния грунта?

Предельным напряженным состоянием массива грунта является такое, при котором малейшее добавочное силовое воз­действие или малейшее уменьшение прочности грунта может при­вести к нарушению существующего равновесия — к потере устой­чивости массива грунта (возникновению в нем поверхностей скольжения, развитию различных деформаций сдвигов, наруше­нию природной структуры). Обычно нарушение существующего равновесия может приводить к выпору грунта из-под фун­даментов, сопровождающемуся большой осадкой последних, к сползанию масс грунта в откосах, к значительным смеще­ниям конструкций, которые ограждают массив грунта или заделаны в него.

Поскольку для подавляющего большинства сооружений су­щественные смещения недопустимы, важно правильно опреде­лять максимально возможную нагрузку данного направления, которая может действовать на массив грунта без нарушения его равновесия - без потери устойчивости.

Дата добавления: 2015-03-29