упругих волн в ней. Время, в течение которого плита излучателя на-
ходится в контакте с грунтом, меняется от 20 до 40 мс. Время удара
обычно меньше и не превышает
t
уд
≈
10
мс [2].
Время контакта ударного механизма импульсного излучателя с
грунтом при условии упругопластической деформации грунта выте-
кает из уравнения сохранения энергии системы плита–грунт:
t
уд
= 1
,
57
M
гр
v
0
2
Ep
ср
,
где
Ер
ср
— средняя сила реакции грунта.
Наибольшая глубина действия нагрузки, в пределах которой еще
имеют место упругие и остаточные деформации пород [2], определя-
ется как
h
д
≈
3
,
5
d
ш
,
где
d
ш
— диаметр штампа.
Остаточные деформации, как правило, распространяются на глуби-
ну менее
h
д
, и при повторяющихся нагрузках локализуются в опреде-
ленной части грунта, называемой активной зоной. На этом основании
будем определять присоединенную массу грунта как массу пород, вхо-
дящих в активную зону излучателя. Для нахождения размеров актив-
ной зоны необходимо знать ее глубину
h
а
, так как горизонтальные раз-
меры ее принимаются равными диаметру плиты излучателя. Глубина
этой зоны контролируется целым рядом факторов: диаметром штам-
па, контактными давлениями, влажностью грунта и т.д. Наибольшие
значения
h
a
реализуются при
σ
=
σ
р
и при оптимальной влажности
грунтов
w
=
w
0
. При других условиях глубина активной зоны умень-
шается [3].
Для вычисления глубины активной зоны предложена формула [2]
h
а
=
αB
ω
ω
0
1
−
e
−
β
σ
σ
p
,
где
В
— поперечный размер контактной поверхности излучателя;
σ
р
—
предел прочности грунта;
ω
и
ω
0
— влажность грунта и ее оптимальное
значение;
α
и
β
— безразмерные коэффициенты.
Коэффициент
α
зависит от скорости нагружения (уменьшается с
ее увеличением) и принимает значения
1
,
1
≤
α
≤
2
,
0
. Коэффици-
ент
β
зависит от вида грунта, и для большинства связных грунтов
β
= 3
,
7
[2].
При контактных давлениях, близких к динамическому пределу
прочности пород
σ
=
σ
р
, небольших скоростях деформации и опти-
мальной влажности
ω
=
ω
0
глубина активной зоны определяется в
основном диаметром штампа.
28 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2013. № 1
