Реологические свойства почв. Теория и эксперимент

Проблема сохранения и повышения плодородия почв - одна из наиболее актуальных экологических проблем. Работа на полях мобильной сельскохозяйственной техники приводит к переуплотнению почв, вызывающему снижение плодородия почв. Для разработки научно обоснованных рекомендаций по предотвращению переуплотнения почв при антропогенных воздействиях нужно располагать результатами глубоких исследований физико-механических свойств различных почв. Важно находить зависимости между внешними нагрузками и соответствующими им деформациями почв с учетом фактора времени, то есть с учетом реологических свойств почв. Уплотняющиеся связные почвы являются вязкоупругими. В книге представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов изменения реологических свойств и плотности уплотняющихся связных почв при динамических нагрузках, процессов ползучести почв после кратковременного начального возрастания по различным законам действующей на почвы внешней нагрузки, релаксации напряжений в почвах после кратковременного начального возрастания по различным законам деформаций почв; выполнено математическое моделирование этих процессов. Приведены результаты полевых испытаний, в которых осуществляли проходы по почвам колесных тракторов. Описаны разработанные автором методы расчета показателей ползучести и уплотнения почв, релаксации напряжений в почвах и позволяющие реализовать эти методы компьютерные программы. Приведены результаты компьютерных экспериментов, выполненных по этим программам с использованием экспериментальных данных. Оценено количественно влияние на рассматриваемые показатели начальной плотности и влажности почвы, скорости возрастания начальной нагрузки на последующую ползучесть почвы, а также других факторов. Исследованы вертикальные колебания передней и задней осей колесных тракторов, подвески переднего моста которых снабжены: 1) упругими рессорами, 2) упругими рессорами и амортизаторами. Предложены математические модели и методы расчета вертикальных колебаний осей трактора при работе трактора на почве, метод расчета показателей уплотнения вязкоупругой почвы при работе трактора с учетом его колебаний. С использованием полученных экспериментальных данных о реологических свойствах почвы и изменения по глубине деформируемого слоя почвы ее плотности выполнена количественная оценка влияния скорости трактора, амплитуд и частот колебаний возмущающих сил, коэффициента демпфирования амортизаторов на амплитуды вертикальных колебаний осей трактора и на уплотнение почвы. Книга предназначена для научных работников, занимающихся исследованием реологических свойств почв, созданием методов расчета показателей напряженно-деформированного состояния и уплотнения почв при работе мобильных машин и в результате действия других внешних нагрузок, разработкой рекомендаций по снижению переуплотнения почв для сохранения и повышения плодородия почв. Книга может быть полезна преподавателям вузов.