Статья Деформации почвы при образовании кротового дренажа

Деформации почвы при образовании кротового дренажа
Жураев Ф. У., Тухтаева Г. П.
Улучшение мелиоративного состояния почвы является одним из самых важных агротехнических мероприятий. Поэтому применяются различные способы мероприятий по изучению и улучшению мелиоративного состояния почвы. В целом, ухудшение мелиоративного состояния почвы является одним из его отрицательных свойств, для изучения мелиоративного состояния почвы ведутся научно-исследовательские работы по улучшению или превращению плодородности почвы [1]. Представим, что крот, образованный дренажно-кротовым орудием, направлен по оси ОХ. Изучаемую проблему мы рассматриваем в виде асимметрической задачи в системе цилиндрических координат. Здесь не учитывается жидкость, вытекающая из кротовых дрен. Основная цель - превосходство образованного кротового дренажа, то есть, мы изучаем его неразрушаемость. Отдельно рассматривается проблема вытекающей из кротовых дрен жидкости. Для этого мы используем законы линейного или нелинейного вытекания. Для этого используем уравнение механики деформированных твердых тел. Эту задачу можно привести для нахождения напряженно деформированных состояний цилиндрических пространств под внешним воздействием силы. Пусть среда окружающих цилиндрических поверхностей будет эластичной. В этом случае, состояние деформации почвы объема выделенных элементов из кротовых дрен [2] (рис.1):                                                                                                       (1) определяется с помощью дифференциальных уравнений. Если не имеются в виду эластические свойства среды окружающего пространства, тогда решение уравнения (1) осуществляется по следующим формулам: ,                                                                                      (2) где - радиальное напряжение, -контур напряжение. А и В произвольная константа и определяется ограниченными условиями. Рис. 1. Напряжения, возникающие на элементарных участках из цилиндрической поверхности кротового дренажа   Рис. 2. Изменение контура напряжения относительное с пластическим радиусом   Если  и  приведено собственное  и  давление, тогда А и В определяются по следующей формуле.                                                     (3) Если имеется в виду образование пластической деформации пространства, тогда приходится ставить какие-то условия, учитывающие эту деформацию. Например, пластические условия Мизеса [2]: ,                                                                                                 (4) Где - тангенциальное напряжение. Это будет уместно в малом значении (3)  или . Пластическая деформация, образованная в . Если ; в сфере,  образуется пластическая деформация. Здесь , то получается . Если ставить в уравнение  (1), тогда дифференциальное уравнение имеет следующий вид. .                                                                                             (5) Решение этого уравнения  да , . Если мы примем , в таком случае для данного значения  уместно будет . Образование пластической деформации кротовых дрен зависит от  то есть будет , . С повышением давления получается . В этом значение . Изучение, связанное с максимальным контуром напряжения к соотношению радиусов приведено на рис. 2. Из графика видно, что, с увеличением радиуса отверстия дренажа, контурные напряжения приближаются к линии . Это значит, что с увеличением радиуса отверстия дрены, максимальный контур напряжения или концентрация напряжения будут неизменяемыми. Из поставленной задачи можно найти радиальное перемещение точек среды. , где: Е — пространственный модуль Юнга. Если кротовой дренаж образуется на глубине , возникает максимальное напряжение, в положении прямой деформации будет по следующему: (рис.3). , где: -полная ширина кротовых дрен; -глубина; -силовое давление или давление от силы тяжести почвы; Выражение в виде -предлагал Кристенсен. В частном случае принимается . В зависимости от контурного напряжения  приведена на рис. 4. по-разному, смотря по изменению коэффициента Пуассона. Рис. 3. Дренажный крот на полуплоскости   Рис. 4. Изменения контурного напряжения в зависимости от   (-Коэффициент Пуассона)   Видно, что с увеличением радиуса, достигается максимальное расстояние, напряжение образования кротового дренажа в полуплоскости  достигает максимума,  уменьшается. Если внутренние пределы образованного кротового дренажа со временем уменьшаются и изменяются, в этом случае радиус среды и контурная деформация (для прямой деформации) имеет вид: Уравнения равновесия имеет вид.                                                                                            (6) Для решения этого дифференциального уравнения  отношение между напряжением и деформацией рассматривается как: Здесь -напряжение; -деформация; -модуль эластичности в зависимости от особенности среды; -ядро релаксации имеет вид (); -совмещает в себе физико-механические свойства среды; -радиальное перемещение внутренних точек поверхности крота; -время; -плотность среды; в решение задачи  (Коэффициент Пуассона) принимается неизменным , является функцией  — имеет определенный вид и показывает степень разрушенности среды. При помощи этого члена (6), дифференциальное уравнение приводит к нелинейному дифференциальному уравнению. В целом, дренажный крот должен образоваться так, чтобы от него подземные грунтовые воды с уклоном земли протекали в направлении захкашев и не меньше 2–3 лет способствовали улучшению мелиоративного состояния земли, а также служили средством повышения эффективности производства сельскохозяйственной продукции на местах.Пожалуйста, не забудьте правильно оформить цитату:Жураев Ф. У., Тухтаева Г. П. Деформации почвы при образовании кротового дренажа // Молодой ученый. — 2015. — №4. — С. 179-182.