Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния грунта в процессе уплотнения дорожным катком

Клигунова З.А., Шишкин Е.А., Клигунов Е.С.

Тихоокеанский государственный университет, Хабаровск

Ключевые слова: уплотнение, грунт, реологическая модель, упругость, вязкость, остаточная деформация, напряжение, упругое последействие, эффективность уплотнения.

Аннотация. Дорожные катки широко используются для выполнения операции уплотнения грунтового слоя дорожного полотна. Основным условием эффективной укатки является соответствие давления под вальцом катка физико-механическим характеристикам уплотняемого материала. Поэтому исследование напряженно-деформированного состояния грунта в процессе его укатки можно считать актуальной задачей. Для математического описания процесса взаимодействия вальца катка с грунтом в настоящей работе используется аппарат реологического моделирования. В результате анализа существующих реологических моделей разработана модель поведения грунта в процессе уплотнения. Адекватность полученной модели физическому процессу уплотнения подтверждается соответствием результатов, полученных в среде визуального моделирования Simulink программы Matlab, результатам проведенных экспериментальных исследований. Разработанная модель может быть использована при оценке эффективности процесса уплотнения грунта дорожным катком с заданными конструктивными параметрами.

Mathematical modeling of the stress-strain state of the soil in the process of compaction by a road roller

Kligunova Z.A., Shishkin E.A., Kligunov E.S.

Pacific National University, Khabarovsk

Keywords: compaction, soil, rheological model, elasticity, viscosity, residual deformation, stress, elastic aftereffect, compaction efficiency.

Abstract. Road rollers are widely used to perform the operation of compacting the soil layer of the roadway. The main condition for effective rolling is that the pressure under the roller roller corresponds to the physical and mechanical characteristics of the compacted material. Therefore, the study of the stress-strain state of the soil during its rolling can be considered an urgent task. To mathematically describe the process of interaction of the roller roller with the ground, the rheological modeling apparatus is used in this work. As a result of the analysis of existing rheological models, a model of soil behavior in the compaction process has been developed. The adequacy of the obtained model to the physical compaction process is confirmed by the correspondence of the results obtained in the Simulink visual modeling environment of the Matlab program to the results of experimental studies. The developed model can be used to evaluate the effectiveness of the soil compaction process by a road roller with specified design parameters.