土壤静止侧压力系数引入合理性研究.pdf

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1、第54卷第4期V01．54No．4农业装备与车辆工程AGmCULl聊认LEQU硎ENrI．＆ⅦHICLEENGINEER矾G2016年4月A埘l2016doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2016．04．014土壤静止侧压力系数引入合理性研究别尔德别克·吾赞，李军，金嗣淳，何建军(100072北京市装甲兵工程学院机械工程系)[摘要]土壤静止侧压力系数是指土体在侧向不允许变形条件下固结后的侧向有效应力与垂直有效应力之比。以现有的考虑履刺效应的普通履带与土壤相互作用模型和引入土壤静止侧压系数的模型对比

2、。探求土壤静止侧压力系数引入的合理性，为间隔式履带板与土壤相互作用三维模型的建立做理论支撑。[关键词]土壤：静止侧压力；系数：履刺[中图分类号]u461．54；u469．694[文献标志码】A【文章编号】1673—3142(2016)04—0056-03R髂eaMhon鼬ti伽枷姆ofIll仃od【uci呜S词StaticL蚰ermn髑mmCoe艏ciemBiHrdebieke·WuZaIl，bJun，JinSich曲，HeJi粕jun(DepanmemofMechanicalEngir圯ering，Academyof

3、Am叫edForceEngineering，Beijing100072，Chi眦)[Ah岫In]Soilstatic1ate试p陀s8urecoe蚯ciem托fe瑁totllemtiooflatemle船ctivestressandvenicale雎ctivestressafterthecon80lid娟onoftIIesoilwhichis帅dert}Ieconditi∞0fnot蹦b皿inginlatemldimc6伽．Cofnp耐ngmeintemctionmodelofex．is血gco岫ont删虫w汕gmus

4、er胡砘tcon8idered蚰dtlle∞il，锄dtllemodelwitllsta正chteIalpres8uIecoemcientofsoilin—troduced，themtionalityofstaticlateralp弛ssurec∞fficiemin协)ducediIlto∞ilisexpl∞ed，tIleoretical8upportl撕establishmentof3Dmodelof乜甚ckplate衄dsoilinteIacti∞ispmvided．【Keywords】soil；s枷clatera

5、lp他ssuI；e；coefficient；缸ackgmu∞r0引言履带车辆牵引性能研究方面履刺的作用是不可忽视的。履带与土壤相互作用理论研究是提高履带车辆牵引性能的首选步骤。本文通过对普通履带进行受力分析，从而建立普通履带牵引力模型。对此模型引入土壤静止侧压力系数，通过与现有模型对比，利用Matlab软件分别对摩擦角妒，履刺高^和履带宽曰进行类比验证，说明引入土壤静止侧压力系数的合理性。1引入土壤静止侧压力系数的普通履带牵引力模型对于普通履带，根据文献[1]所述，履带车辆在地面上移动时，土壤将会填充履刺间距之中，并在

6、履刺顶端和侧面形成滑移面。此时，履带板受到的作用力即为滑移面之间的剪切力和履剌顶端与土壤之间的水平方向作用力，相互作用关系如图1。各基本参量如下：履带所受垂直载荷为形，kN；履带板节距为Is，m；履带板宽度为B，m；履带收稿日期：2016一Ol—19修回日期：2016-ol一26长度为￡，m；履刺高为^，m；履刺厚度和履带板节距的比值为A；履刺厚度为A。，m；y●-———·————————————一围1履带一土疆相互作用局部圈Rg．1岫Imapoft旧ck—sOiI．me隐ction假设履带板为刚性．任意截距履带板内只

7、有一个履刺。由于履刺顶端和履带板底面的土壤压缩不同，所以接地压力分布不同[21。设履刺顶端接触压应力g，，履带板底面接触压应力口：，假设履刺完全沉陷于土中，根据贝克压力一沉陷公式：gl=

8、

9、}@把0)“(1)q2-I

10、}z，(2)后=后。，B+忌。(3)式中：

11、

12、}——土壤的变形模量，kN，m～；后。——土壤第54卷第4期别尔德别克·吾赞等：土壤静止侧压力系数引入合理性研究57内聚力变形系数，kN，时“；后厂土壤摩擦力变形系数，kN／肘也；n——土壤变形指数；^——履刺高度，m；z『_一土壤沉陷量，m。矽=口IA￡日+

13、92(1—A)L曰(4)则形=(后。眉+七，)L曰[(^忆。)“A把?(1一A)](5)由文献【3】中提到，为便于计算，令n=l，解方程得到土壤沉陷量‰进而得到履刺顶端接触压应力g。，履带板底面接触压应力q：。单条履带与土壤相互作用所获得的最大牵引力F可分为3部分：肚Fl+聃F3(6)其中：Fl——履刺顶端与土壤在水平方向的相互作