Estudo das leis de penetração de veículos em solos moles baseado no acoplamento CDEM-MPM

CHENG Pengda ,  

FENG Chun ,  

CHANG Ningdong ,  

ZHOU Jun ,  

ZHU Xinguang ,  

摘要

Equipamentos de carga causam deformação no solo mole, e a profundidade de penetração das rodas no solo mole é um parâmetro importante para a avaliação da transitabilidade dos equipamentos sobre o solo mole. Este artigo propõe um método numérico acoplado que combina o Método de Elemento Contínuo-Discontínuo (Continuum-discontinuum Element Method, CDEM) e o Método do Ponto Material (Material Point Method, MPM), estabelecendo um modelo acoplado roda-solo mole para simular a interação entre a roda e o solo mole. Foi feita uma análise quantitativa da relação entre a carga da roda, o módulo de elasticidade do solo mole, os parâmetros de resistência do solo (coesão, ângulo de atrito) e o esforço de tensão na superfície do solo mole, bem como a profundidade de penetração, obtendo as leis de variação da profundidade de penetração da roda no solo mole. O estudo mostra que a profundidade de penetração no solo mole está correlacionada positivamente e quase linearmente com a carga da roda, com uma variação relativa de aproximadamente 179%; correlacionada negativamente e de forma não linear com o módulo de elasticidade, com uma variação relativa de aproximadamente 23%; correlacionada negativamente e de forma não linear com os parâmetros de resistência, com uma variação relativa de aproximadamente 164%. Quando a carga da roda é constante, a variação não linear da profundidade de penetração é mais sensível aos parâmetros de resistência do solo. Estabeleceu-se uma relação tridimensional entre os parâmetros de resistência (coesão, ângulo de atrito) e a variação da profundidade de penetração, fornecendo uma base teórica para os parâmetros chave a serem medidos no local na avaliação da transitabilidade dos equipamentos sobre solo mole.

关键词

CDEM-MPM;deformação do solo mole;profundidade de penetração;resistência do solo;transitabilidade

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