基于数值法和经验法的砂土推运工作阻力修正

通过对平面铲刀前堆积土壤的形态进行几何近似,并简化铲刀前堆积土壤与地面剪切强度的理论计算方法,建立了不考虑黏附力的工作阻力计算理论模型.以干性砂土为推运介质,以平面铲刀为作业工具,采用自行设计的试验装置开展土壤推运试验,平面铲刀在5种作业倾角和4种作业深度下,共完成土壤推运试验20组.采用建立的理论模型计算每组试验的工作阻力视为理论值,将试验推运稳定阶段的平均工作阻力视为实测值,并对每组试验工作阻力的理论值与实测值进行了对比分析.为了获得更为可靠的理论预测结果,采用数值法和经验法对理论值进行了修正计算,给出了数值修正系数和经验修正系数的确定方法,2个修正系数均为作业倾角a和作业深度d的函数.研究结果表明:当作业深度小于90 mm时,理论值与实测值存在一定误差,但理论值大于实测值,理论预测结果相对保守;当作业深度为120 mm时,理论值与实测值的误差不大,且理论值在实测值上下波动;当作业深度为150 mm时,且作业倾角小于80°,理论值与实测值的误差比较显著,此时,理论值小于实测值,理论预测结果不可靠;数值修正结果更接近实测值,但修正结果需要以实测数据为基础;经验修正结果更为保守,但计算方法相对简单.在工程实践中,可以根据实际需要采用不同修正方法对平面铲刀推运砂土的工作阻力进行计算.