Визначення опору продавлювання циліндрично-трубчастого наконечника обладнання для безтраншейного прокладання підземних комунікацій

The determination of the total resistance to penetration of the annular drill into the soil is based on the concept of changing the elastic state of the soil during its compaction, which is defined by the compression modulus of soil deformation. This parameter comprises all the physical and mechanical properties of each type of soil and makes it possible to specify the laws of the normal pressure of penetration resistance acting on the surface of the conical and cylindrical parts of the working body.The proposed theoretical models of processes occurring during penetration of the annular drill into the soil gives an opportunity to determine the influence of the parameters on the resistance force for each working procedure, depending on the physical and mechanical properties of the soil. It has been found that the maximum length of the annular drill is determined for the conditions of soil movement (unplugged condition), which, for example, with a cylinder diameter of 28 mm, is 0.87 m, 1.04 m and 1.16 m respectively for sandy clay, semi-solid loam and tough clay. It is now clear that a 2-fold increase in the internal diameter leads to an increase in the core length of 1.75 times.It has been determined that the two-cone drill does not facilitate passage of soil through itself and it causes soil plugging as well as formation of soil plugs on the frontal planes, which leads to an increase in drag force. Therefore, to provide unplugged conditions during pipe jacking, the drill with a single external cone should be used.The obtained results of the work can be used to substantiate the rational parameters of the working equipment for creating a horizontal borehole in different types of soils.В основе определения сил сопротивления заглублению в грунт кольцевого наконечника впервые было положено представление об изменении упругого состояния грунта при его уплотнении, который определяется компрессионным модулем деформации грунта. Этот показатель связывает все физико-механические свойства каждого из типов грунтов и дает возможность установить законы нормального давления сопротивления грунта на поверхности конусной и цилиндрической частей рабочего органа.Предложенные теоретические модели процессов, протекающих во время заглубления в грунт кольцевого наконечника, позволили установить для каждого из случаев выполнения работ влияние его параметров в зависимости от физико-механических свойств грунта на силы его сопротивления. Установлено, что максимальная длина кольцевого наконечника определяется из условия движения (незабиваемости) грунта, которая, например, при диаметре цилиндра 28 мм составляет 0,87 м, 1,04 м и 1,16 м соответственно для твердого супеска, полу твердого суглинка и тугопластичной глины. Также можно констатировать, что увеличение внутреннего диаметра в 2 раза приводит к увеличению длины грунтового керна в 1,75 раза.Определено, что двухконусный наконечник не способствует пропусканию грунта сквозь себя, что является причиной его забивания и образования грунтовых ядер уплотнения на фронтальных площадях, что приводит к увеличению сопротивления перемещению. Поэтому для протаскивания труб, чтобы не было забиваемости её грунтом, наконечник необходимо изготавливать с одним внешним конусом.Полученные результаты могут быть использованы при обосновании рациональных параметров рабочего оборудования при формировании горизонтальной скважины в различных типах грунтовВ основі визначення сил опору заглибленню в ґрунт кільцевого наконечника було покладено уявлення про зміну пружного стану ґрунту при його ущільненні, який визначається компресійним модулем деформації ґрунту. Цей показник пов’язує усі фізико-механічні властивості кожного з типів ґрунтів, та дає можливість встановити закони нормального тиску опору ґрунту на поверхні конусної та циліндричної частині робочого органу.Запропоновані теоретичні моделі процесів, що протікають під час заглиблення в ґрунт кільцевого наконечника, дозволили встановити для кожного з випадків виконання робіт вплив його параметрів в залежності від фізико-механічних властивостей ґрунту на сили його опору. Встановлено, що максимальна довжина кільцевого наконечника визначається з умови руху (незабиваємості) ґрунту, яка наприклад при діаметрі циліндру 28 мм складає 0,87 м, 1,04 м та 1,16 м відповідно для твердого супіску, напівтвердого суглинку та тугопластичної глини. Також можна констатувати, що збільшення внутрішнього діаметру в 2 рази призводить до збільшення довжини ґрунтового керну в 1,75 рази.Визначено, що двоконусний наконечник не сприяє пропусканню ґрунту крізь себе, є причиною його забивання та утворення ґрунтових ядер ущільнення на фронтальних площинах, що призводить до збільшення опору переміщенню. Тому для протискування труб, щоб не було забиваємості ґрунтом, наконечник потрібно виконувати з одним зовнішнім конусом.Отримані результати роботи можуть бути використані при обґрунтуванні раціональних параметрів робочого обладнання при утворюванні горизонтальної свердловини в різних типах ґрунті

Визначення опору продавлювання циліндрично-трубчастого наконечника обладнання для безтраншейного прокладання підземних комунікацій

The determination of the total resistance to penetration of the annular drill into the soil is based on the concept of changing the elastic state of the soil during its compaction, which is defined by the compression modulus of soil deformation. This parameter comprises all the physical and mechanical properties of each type of soil and makes it possible to specify the laws of the normal pressure of penetration resistance acting on the surface of the conical and cylindrical parts of the working body.The proposed theoretical models of processes occurring during penetration of the annular drill into the soil gives an opportunity to determine the influence of the parameters on the resistance force for each working procedure, depending on the physical and mechanical properties of the soil. It has been found that the maximum length of the annular drill is determined for the conditions of soil movement (unplugged condition), which, for example, with a cylinder diameter of 28 mm, is 0.87 m, 1.04 m and 1.16 m respectively for sandy clay, semi-solid loam and tough clay. It is now clear that a 2-fold increase in the internal diameter leads to an increase in the core length of 1.75 times.It has been determined that the two-cone drill does not facilitate passage of soil through itself and it causes soil plugging as well as formation of soil plugs on the frontal planes, which leads to an increase in drag force. Therefore, to provide unplugged conditions during pipe jacking, the drill with a single external cone should be used.The obtained results of the work can be used to substantiate the rational parameters of the working equipment for creating a horizontal borehole in different types of soils.В основе определения сил сопротивления заглублению в грунт кольцевого наконечника впервые было положено представление об изменении упругого состояния грунта при его уплотнении, который определяется компрессионным модулем деформации грунта. Этот показатель связывает все физико-механические свойства каждого из типов грунтов и дает возможность установить законы нормального давления сопротивления грунта на поверхности конусной и цилиндрической частей рабочего органа.Предложенные теоретические модели процессов, протекающих во время заглубления в грунт кольцевого наконечника, позволили установить для каждого из случаев выполнения работ влияние его параметров в зависимости от физико-механических свойств грунта на силы его сопротивления. Установлено, что максимальная длина кольцевого наконечника определяется из условия движения (незабиваемости) грунта, которая, например, при диаметре цилиндра 28 мм составляет 0,87 м, 1,04 м и 1,16 м соответственно для твердого супеска, полу твердого суглинка и тугопластичной глины. Также можно констатировать, что увеличение внутреннего диаметра в 2 раза приводит к увеличению длины грунтового керна в 1,75 раза.Определено, что двухконусный наконечник не способствует пропусканию грунта сквозь себя, что является причиной его забивания и образования грунтовых ядер уплотнения на фронтальных площадях, что приводит к увеличению сопротивления перемещению. Поэтому для протаскивания труб, чтобы не было забиваемости её грунтом, наконечник необходимо изготавливать с одним внешним конусом.Полученные результаты могут быть использованы при обосновании рациональных параметров рабочего оборудования при формировании горизонтальной скважины в различных типах грунтовВ основі визначення сил опору заглибленню в ґрунт кільцевого наконечника було покладено уявлення про зміну пружного стану ґрунту при його ущільненні, який визначається компресійним модулем деформації ґрунту. Цей показник пов’язує усі фізико-механічні властивості кожного з типів ґрунтів, та дає можливість встановити закони нормального тиску опору ґрунту на поверхні конусної та циліндричної частині робочого органу.Запропоновані теоретичні моделі процесів, що протікають під час заглиблення в ґрунт кільцевого наконечника, дозволили встановити для кожного з випадків виконання робіт вплив його параметрів в залежності від фізико-механічних властивостей ґрунту на сили його опору. Встановлено, що максимальна довжина кільцевого наконечника визначається з умови руху (незабиваємості) ґрунту, яка наприклад при діаметрі циліндру 28 мм складає 0,87 м, 1,04 м та 1,16 м відповідно для твердого супіску, напівтвердого суглинку та тугопластичної глини. Також можна констатувати, що збільшення внутрішнього діаметру в 2 рази призводить до збільшення довжини ґрунтового керну в 1,75 рази.Визначено, що двоконусний наконечник не сприяє пропусканню ґрунту крізь себе, є причиною його забивання та утворення ґрунтових ядер ущільнення на фронтальних площинах, що призводить до збільшення опору переміщенню. Тому для протискування труб, щоб не було забиваємості ґрунтом, наконечник потрібно виконувати з одним зовнішнім конусом.Отримані результати роботи можуть бути використані при обґрунтуванні раціональних параметрів робочого обладнання при утворюванні горизонтальної свердловини в різних типах ґрунті