В статье предлагается принципиальная схема и математическая модель установки по извлечению свай из донного грунта, находящейся на поверхности спокойной воды, где отсутствуют колебательные процессы поверхности воды. В статье приведена принципиально новая схема установки и принцип ее действия, где применяется артиллерийское орудие в качестве устройства для извлечения свай из донного грунта. В качестве извлекающей установки берется устаревшее артиллерийское орудие – пушка М-46/М-47. В качестве платформы, на которой находится артиллерийское орудие, – стандартный армейский понтон, в котором сделано специальное отверстие в центре. Построена математическая модель для данной установки с учетом ряда допущений. В модели учтены силы, вносящие вклад в замедление движения понтона, артиллерийского орудия, сваи. На основе математической модели проведен ряд численных экспериментов и несколько из них представлены в работе. На основе полученных данных из численных экспериментов проведен анализ поведения установки при отсутствии внешних источников колебания. Также в статье описаны основные требования по использованию данной установки: некоторые возможные варианты размеров сваи, которые установка позволяет извлекать из грунта; варианты использования установки, при условии наличия понтонов других размеров и конфигураций.
The paper proposes a schematic diagram and a mathematical model of an installation for the extraction of piles from bottom soil located on the surface of calm water, where there are no vibrational processes of the water surface. The article shows a fundamentally new installation scheme and the principle of its operation, where an artillery gun is used as a device for extracting piles from bottom soil. As an extracting unit, an obsolete artillery cannon is used – the M-46 / M-47 cannon. As the platform on which the artillery gun is located is a standard army pontoon, in which a special hole is made in the center. A mathematical model for this installation has been constructed, taking into account a number of assumptions. The model takes into account the forces contributing to slowing down the movement of the pontoon, artillery gun, piles. Based on the mathematical model, a number of numerical experiments have been carried out and several of them are presented in the work. Based on the data obtained from numerical experiments, the behavior of the installation is analyzed in the absence of external oscillation sources. Also, the article describes the basic requirements for the use of this installation: some possible options for the dimensions of the pile, which the plant can extract from the ground; options for using the installation, provided that there are pontoons of other sizes and configurations.
1. Пенский О.Г., Мазеина Н.Н., Шестаков Е.С. Способ извлечения строительных элементов из грунта с помощью многоствольных артиллерийских орудий // Заявка на патент РФ на изобретение № 2017126845, заявлено 25.07.2017.
2. Pensky O.G., Kuznetsov A.G. Mathematical models for extracting pile from the soil with the help of multibarreled artillery system // Journal of Computational and Engineering Mathematics. – 2018. – T. 5. № 1. – P. 14–22.
3. Остапенко Е.Н. Исследование математической модели импульсного вдавливания строительных элементов в грунт из многоствольных откатных артиллерийских орудий / Е.Н. Остапенко// Фундаментальные исследования. – 2016. – № 3–1. – С. 42–46.
4. Черников А.В. Математическая модель заглубления в грунт строительного элемента с платформы на воде / А.В. Черников, О.Г. Пенский // Вестник машиностроения. – М., 2011. – № 10. – С. 32–37.
5. Основы импульсной технологии устройства фундаментов: монография / А.А. Бартоломей, В.Н. Григорьев, И.М. Омельчак [и др.]. – Пермь: Изд-во ПГТУ, 2002. – 175 с.
6. Принципиальные схемы и математические модели строительных артиллерийских орудий: монография / В.В. Маланин, Е.Н. Остапенко, О.Г. Пенский [и др.]. – Пермь: Изд-во ПГНИУ, 2016. – 496 с.