Статья: Моделирование процесса взаимодействия вибровальца с деформируемым грунтом при уплотнении технологических слоёв автодороги (2025)

Введение. Современное строительное производство ведется в основном поточным методом. Время – деньги. А значит, скорость создания конечной продукции играет главную роль. Однако использование поточного метода предполагает бесперебойное функционирование всей организационно-технологической системы. Любой выпавший из нее элемент может привести к срыву всех процессов и в конечном итоге к увеличению срока строительства. Трудовые ресурсы строительства – параметр, который, с нашей точки зрения, правильно учесть не легче, а иногда и сложнее, чем, например, изменяющиеся в цене материалы. Это обусловлено тем, что такие ресурсы – живые, а значит, фактор неопределенности при их учете играет большую роль, чем при расчете других ресурсов.

Цель данного исследования состоит в развитии научно-методологического подхода к формированию строительных потоков в условиях дефицита квалифицированных рабочих кадров для сокращения количества простоев и, как следствие, повышения производительности труда. В качестве модели исследования использовалась ситуация, при которой, с одной стороны, в силу технологических особенностей на разных захватках нужно различное число работников, а с другой стороны, существует неопределенность обеспечения рабочей силой в целом.

Материалы и методы. В исследовании мы применяли, прежде всего, математическую статистику. Базу данных для исследования составляли сведения из открытых источников, а также информация, получаемая от строительных подрядных организаций при прохождении производственной практики магистрантами Донского государственного технического университета. Достоверность этих сведений подтверждена в ходе многолетнего сотрудничества предприятий с университетом и достаточно большой выборкой статистических данных. Использовались регулярный мониторинг выполнения норм выработки на исследуемых предприятиях, анализ временных параметров потока, мониторинг потребления ресурсов, анализ качества выполняемых работ. Фиксировались методы решения текущих проблем, связанных с рабочими кадрами. Опыт строительных организаций, в которых проходят производственную практику наши студенты, показал, что весьма продуктивным является использование совмещения профессий, когда рабочий одной профессии временно (от одного дня до нескольких недель) переходит на работу по другой профессии.

Результаты. Исследование позволило: обозначить причины возникновения дефицита и текучести рабочих кадров (отсутствие на рынке труда квалифицированных кадров по требуемой профессии, невысокий уровень зарплаты, небольшой социальный пакет, высокий уровень заболеваемости, сезонный характер некоторых работ и др.); сформулировать предложения по минимизации текучести кадров в строительстве; рассчитать строительный поток с непостоянным составом бригад; предложить мероприятия по нейтрализации неопределенности в обеспечении кадрами строительных потоков (по оптимизации кадровых вопросов в поточном строительстве); разработать предложения по совмещению рабочих профессий; проанализировать результаты внедрения предложенных мероприятий.

Обсуждение и заключение. Практическая ценность работы для строительных организаций заключается в том, что применение наших предложений позволяет решить проблему дефицита рабочих кадров, не используя экономичные методы, не расходуя существенные средства. Полученные результаты нашего исследования прошли практическое внедрение. В дальнейшем желательно было бы провести исследование в области психологии по быстрой адаптации временных работников. Психологические аспекты весьма важны в случаях частой замены работников. Особенно это важно в случаях временной работы, т. к. в таких ситуациях просто невозможно рассчитывать на долгую постепенную адаптацию работников.

Введение. Мелкозернистый бетон широко используется в строительной отрасли Китая и является самым «революционным» материалом технологии бетонного строительства. За последнее десятилетие в связи с быстрым развитием городского строительства, освоением земельных ресурсов, характеризующихся особенными природно-климатическими условиями для строительства высотных и супервысотных зданий и сооружений, требуется разработка высокоэффективных мелкозернистых высокопрочных бетонов для создания фундаментов. Особую значимость в современном строительстве приобретают свайные фундаменты.

Результаты. В статье приведены результаты по получению мелкозернистых бетонов классов В25 и В30 на разработанных композиционных вяжущих для свайных фундаментов с повышенными показателями водопроницаемости W8 и морозостойкости F300.

Обсуждение и заключение. Изучение микроструктуры показало плотное зарастание новообразованиями пор цементного камня, на контактной зоне с заполнителями равномерной бахромой распределились гидросиликаты кальция и алюминия, плотно сросшиеся в единый гидрогранат. Составы мелкозернистых бетонов, приготовленных с применением композиционных вяжущих, показали, что в разработанных бетонах снижается расход цемента на 12% с обеспечением требуемой нормативной прочности и обеспечением повышенной водопроницаемости и морозостойкости. Учитывая специфические природно-климатические условия грунтов Китая, разработанный состав обеспечит высокую водостойкость и долговечность мелкозернистых бетонов для свайных фундаментов.

Введение. Приведены сведения об авариях, произошедших на дорогах РФ, США, КНР, Кипра, Индии, из-за недостаточного сопротивления сдвигу слабых грунтов основания насыпи. Поэтому приобретает актуальность анализ методов расчета устойчивости слабых оснований дорожных насыпей.

Методы и материалы. Известные методы определения предельных нагрузок подразделяются на расчеты: по первой критической нагрузке, аналитические и численные решения теории предельного равновесия грунта и расчеты, выполняемые методом конечных элементов. Сделан анализ каждого метода. Особое внимание уделено решению Евгеньева – Казарновского. Это решение является общепринятым методом расчета слабого основания насыпей автомобильных дорог. Авторами показан вывод формул для расчета коэффициента стабильности слабого основания и безопасного давления. Отмечены до- стоинства и недостатки этого метода. Рассмотрена специфика метода конечных элементов, применяемого для расчета грунтовых оснований. Приведены недостатки программных комплексов PLAXIS и MIDAS, обнаруженные специалистами СГУПС (г. Новосибирск).

Результаты. Предложен расчет устойчивости основания насыпи по напряжению сдвига, представляющего собой эквивалентное напряжение критерия Мора – Кулона. Предлагаемый расчет является аналогом расчета по первой критической нагрузке.

Заключение. Полученные результаты позволяют выполнять расчет слабых оснований насыпей. Поставлены задачи для будущих исследований авторов.

Введение. Сбалансированное (устойчивое) развитие автомобильного транспорта, скоординированное с другими элементами городской инфраструктуры, соответствие транспортного спроса и предложения, формирование и реализация эффективных стратегий развития автомобильного транспорта общего пользования является важнейшей современной проблемой. В рамках данного направления одной из актуальных нерешенных до настоящего времени задач является определение численности резерва парка подвижного состава для надежного транспортного обслуживания. На практике дефицит подвижного состава зачастую является причиной низкой согласованности логистического процесса, сбоев в работе автоперевозчиков, штрафов за невыполнение договорных обязательств перед заказчиком и за нарушения законодательства.

Материалы и методы. Для обеспечения необходимой надежности транспортной системы необходимо определить требуемый уровень резерва подвижного состава. В настоящей работе представлена методика решения данной задачи, основанная на аппарате теории вероятностей и математической статистики. Методика позволяет рассчитать размер страхового запаса подвижного состава, обеспечивающий заданную надежность транспортной системы, которая устанавливается с учетом факторов, обусловленных конкретными условиями перевозочного процесса.

Обсуждение и заключение. Практическая эффективность предложенной методики показана на примере решения задачи для условий реальной транспортной организации. Методика прошла успешную апробацию и в настоящее время применяется на практике.

Введение. Статья посвящена повышению производительности транспортно-складских процессов с акцентом на анализ операций, выполняемых на складе. Решение задачи осуществлено на примере магазинов бытовой техники и электроники, но результаты решения могут быть распространены на системы розничной продажи, осуществляемой с использованием традиционных и онлайн-технологий. Выполнено дифференцированное оценивание производительности отдельных частей транспортно-складского хозяйства рассматриваемых видов магазинов – транспортных средств, осуществляющих доставку товаров, и работников склада. Анализируются проблемы, связанные с неравномерностью работы складов в периоды высокой покупательской активности. Актуальность исследования обоснована показателями статистики, подтверждающей рост продажи в данном рыночном сегменте.

Целью исследования является повышение эффективности транспортно-складских процессов за счет разработки математической модели, определяющей взаимосвязь выработки склада магазинов бытовой техники и электроники с выработкой автотранспортных средств, осуществляющих перевозку товара.

Материалы и методы. Для формирования математической модели использовался метод оптимизации технологических процессов. Решение задачи выполняется методом перебора по натуральному показателю – выработке с учетом принятых ограничений. Элементы транспортно-складских процессов для математического описания включают в себя выработку каждого работника склада, выполняющего конкретную операцию; выработку каждого автотранспортного средства, обеспечивающего выполнение конкретной операции на складе. Планирование выполняется по дням конкретного месяца года.

Результаты и выводы. В разработанной математической модели определено, что выработка всех работников и единиц подвижного состава обеспечивает выполнение необходимых операций для обработки товара, поступившего на склад. Математическая модель направлена на формирование потребного количества работников склада и автотранспортных средств, с учетом выработки для выполнения всего объёма работ по критерию эффективности – прибыль. Направление дальнейших исследований для практической реализации математической модели – определение вероятностных параметров модели – выработка работников склада и автотранспортных средств, время на обработку заказа по группам.

Введение. Важнейшей частью автомобиля является тормозная система. От исправной работы тормозной системы зависит безопасность дорожного движения и самое главное –жизнь людей. Разработка системы рекуперации тормозной энергии позволяет снизить износ тормозных накладок и тем самым улучшить экологичность транспортного средства.

Материалы и методы. В данной работе рассмотрены существующие виды рекуперативного торможения. Система KERS (Kinetic Energy Recovery System) и её виды, рекуперация тормозной энергии с помощью кинетического маховика и рекуперация с помощью мотор-генератора. Также рассмотрена не менее перспективная гидравлическая рекуперация или система Hybrid Air, проведены расчёты рекуперативной мощности кинетического маховика применительно к отечественным автомобилям.

Результаты. Предполагается, что для внедрения системы рекуперации в отечественные автомобили выгоднее использовать механическую рекуперацию, так как она дешевле других видов, проще в установке и производстве. Если рекуперировать тормозную энергию с помощью кинетического маховика, то на колёса автомобиля можно будет вернуть около 7 лошадиных сил. Оставшаяся энергия тратится на раскручивание маховика и потери в механизмах системы, связанные с передачей от маховика к колёсам. Энергия, которая раньше тратилась на нагрев тормозных дисков и тормозных колодок, теперь тратится на раскручивание маховика, тем самым снижая температуру механизмов тормозной системы.

Обсуждение и заключение. В ходе проведённого анализа конструкторских и технологических решений, а также выполненных расчётов, можно сделать вывод, что использование на исследуемом автомобиле ЛАДА КАЛИНА-2 кинетической рекуперативной системы позволит в городском цикле эксплуатации автомобиля получить дополнительно 7 лошадиных сил на протяжении 6 сек работы системы рекуперации.

Введение. Проведение анализа и оценки развитости транспортных маршрутов по обслуживанию пассажиров на примере Омской области позволяет заказчику перевозок принять обоснованное организационно-управленческое решение по совершенствованию работы всех видов транспорта. Результаты анализа позволяют разработать мероприятия по обеспечению качества транспортного обслуживания и снижению совокупных издержек, связанных с обеспечением мобильности населения при соблюдении действующих законодательных норм.

Цель. Анализ и совершенствование организации пассажирских перевозок в Омской области.

Метод и методология проведения работы. Метод анализа, метод систематизации данных.

Результаты. При проведении исследования для уточнения статистических данных авторами было предложено использовать методики выборочного обследования пассажиропотока. Для определения точек обследования введен термин «узловой пункт маршрутной сети». Выявлены основные направления межмуниципальных пассажирских перевозок и ключевые виды транспорта. Полученные результаты анализа могут являться основой для разработки комплекса мероприятий по повышению качества транспортного обслуживания и снижению совокупных издержек, связанных с обеспечением мобильности населения Омской области при соблюдении действующих законодательных норм. Область применения результатов. Полученными результатами могут руководствоваться ученые и специалисты, занимающиеся вопросами организации пассажирских перевозок, а также при построении мультимодальных маршрутов и взаимодействии различных видов пассажирского транспорта.

Выводы и обсуждения. Рекомендуется при совершенствовании маршрутной сети и организации пассажирских перевозок в междугородном и региональном сообщении

Введение. В связи со стремительным развитием высокоавтоматизированных транспортных средств (ВАТС) становится всё более актуальным вопрос адаптации существующей дорожной инфраструктуры для обеспечения их бесперебойной и безопасной работы. Кольцевые пересечения, благодаря своей способности сокращать количество потенциальных аварийных ситуаций и повышать общую безопасность по сравнению с обычными перекрёстками, рассматриваются как вариант повышения безопасности дорожного движения, однако не являются существенными в плане повышения пропускной способности и оптимизации движения.

Материалы и методы. Данная работа посвящена сравнительной оценке эффективности использования ВАТС на кольцевых пересечениях. В статье рассматриваются достоинства ВАТС, их воздействие на транспортный поток и анализируются результаты моделирования на микро- мезоуровне с помощью программного обеспечения SUMO, демонстрируется влияние различных конфигураций кольцевых пересечений на движение в потоке пилотируемых и беспилотных транспортных средств.

Результаты. Результаты моделирования показали, что применение кольцевых пересечений для движения чистого потока ВАТС неэффективно. Несмотря на то, что кольцевые пересечения позиционируются как способ повышения безопасности дорожного движения за счет исключения конфликтных точек пересечения и замены их на точки переплетения, алгоритмический проезд перекрестков ВАТС не предполагает возникновения опасных ситуаций, так как конфликты решаются заранее. Наиболее важным фактором для увеличения пропускной способности ВАТС на перекрестке является ширина дорожного полотна. На данный момент точные количественные показатели влияния ширины дорожного полотна на пропускную способность ВАТС не установлены, однако можно выделить такие важные аспекты, как возможность равномерного движения потока без остановок, характерных для пилотируемых автомобилей, и, как следствие, более плотное движение колонн ВАТС.

Обсуждение и заключение. Полученные в рамках исследования выводы могут служить основой для оптимизации существующей транспортной инфраструктуры и формирования рекомендаций по созданию перекрёстков, приспособленных к условиям автономного движения, а также для дальнейших исследований, направленных на повышение пропускной способности различных видов пересечений дорог в условиях высокой автоматизации транспортного потока.

Введение. Статья посвящена анализу влияния различных факторов, характеризующих элемент «Автомобиль» в рамках системы «Водитель-Автомобиль-Дорога-Среда» (ВАДС) на безопасность дорожного движения. Сформулирована цель и обозначена актуальность исследования.

Материалы и методы. Отражены 5 скоростей безопасности, характеризующих взаимодействие транспортного средства и пешехода. Описано влияние фактора устойчивости на безопасность дорожного движения при помощи оценки критических скоростей увода колес, скольжения, опрокидывания, аквапланирования (глиссирования). Представлены особенности влияния поворачиваемости колес автомобиля на условия безопасной эксплуатации автомобиля. Дана оценка необходимости определения динамического габарита, а также тормозных и остановочных путей, в т. ч. с учетом оснащения транспортного средства антиблокировочной системой.

Результаты. Сделан вывод о необходимости комплексной оценки влияния наиболее значимых факторов каждого элемента системы «Водитель-Автомобиль-Дорога-Среда» с учетом их количественных и качественных характеристик и особенностей взаимного влияния. Авторами разработаны коэффициенты оценки влияния фактора «Автомобиль» в системе ВАДС. Дано обоснование продолжения дальнейших исследований взаимного влияния основных показателей системы ВАДС. Обсуждение и заключение.
Результаты исследования предназначены для структур, осуществляющих деятельность в области безопасности дорожного движения. Настоящее исследование является составной частью разработки общей методологии оценки показателей системы ВАДС.

Введение. В работе рассматриваются методы определения удельной площади поверхности беспористых каменных материалов, образующихся при фрезеровании асфальтобетонных покрытий дорожными фрезами. Удельная площадь поверхности является ключевым параметром, влияющим на адгезионные свойства, уплотняемость и долговечность вторичных асфальтобетонных смесей. Материалы и методы. В работе представлен способ определения удельной площади поверхности беспористых каменных материалов. Способ основан на трехмерном сканировании с последующим построением облака точек. По полученным полигональным моделям отдельных частиц вычисляется площадь и объем. Результаты. В результате получены значения площади поверхности и объема частиц каменного материала, предварительно разделенного по крупности частиц на фракции путем просеивания материала через сита с изменяемыми размерами сечений. Предложен метод определения удельной площади поверхности беспористых каменных материалов, позволяющий увеличить точность. Обсуждение и заключение. Метод определения удельной площади поверхности беспористых каменных материалов, описанный в данной работе, может быть использован не только в дорожной и строительной отрасли, но и в металлургической, химической, горнодобывающей промышленности. Ключевым результатом работы является то, что метод можно применять для определения, например, битумоемкости или расхода битумной эмульсии при приготовлении асфальтогранулобетона и грунтоцементных смесей в процессе рециклинга. Дополнительно метод позволит произвести оценку затраченной энергии как в процессе фрезерования, так и в процессе измельчения других твердых материалов.

Введение. Обеспечение безопасности при эксплуатации грузоподъемных кранов, особенно на объектах использования атомной энергии (ОИАЭ) при транспортировке опасных грузов, таких как отработавшие тепловыделяющие сборки, требует высокой точности расчетов несущих конструкций. Существующие подходы к моделированию не всегда учитывают влияние детализации съемных грузозахватных приспособлений (СГП) на общую картину напряженно-деформированного состояния крана. Целью данного исследования является оценка влияния уровня детализации конечно-элементной модели СГП типа траверсы на гибком подвесе на сходимость и точность результатов статического расчета мостового крана.

Материалы и методы. Исследование проводилось на примере задачи транспортировки контейнеров ТУК-13 мостовым краном с использованием траверсы на гибком подвесе. Разработаны и проанализированы три варианта расчетно-статической модели (РСМ) крана, различающиеся способом моделирования СГП: 1) представление нагрузки от СГП и груза сосредоточенными массами (весом); 2) использование детализированной модели СГП с грузом с жесткими соединениями элементов; 3) применение детализированной модели СГП с грузом с учетом шарнирных соединений. Для каждой из трех моделей был выполнен статический расчет тремя различными методами: линейный статический анализ, статический расчет с учетом P-Δ и статический расчет с учетом P-Δ и больших перемещений.

Выводы. Сравнительный анализ показал, что учет гибких элементов подвеса и шарнирных соединений в конструкции СГП требует учета P-Δ эффекта и больших перемещений, для адекватного описания деформированного состояния системы «кран-СГП-груз». Линейные методы и упрощенные модели СГП могут приводить к существенным погрешностям. Выбор уровня детализации РСМ и метода расчета оказывает значительное влияние на достоверность получаемых результатов. Рамки исследования и возможность последующего использования. Результаты применимы к статическому анализу мостовых кранов с гибкими подвесами и сложными СГП. В дальнейшем возможно расширение исследования на динамические режимы работы и другие типы СГП.

Практическое значение. Полученные выводы важны для инженерной практики при проектировании и проведении поверочных расчетов мостовых кранов, позволяя выбрать рациональное сочетание уровня детализации модели и метода расчета для обеспечения требуемой точности и безопасности. Оригинальность и ценность. Новизна работы заключается в систематическом сравнении влияния как уровня детализации модели СГП (от сосредоточенных масс до детализированной модели с шарнирами), так и различных методов статического расчета на результаты для крана с гибким подвесом. Результаты будут полезны инженерам-конструкторам, расчетчикам и специалистам по безопасности, работающим с грузоподъемным оборудованием в ответственных отраслях.

Введение. Обоснована необходимость перехода от традиционных методов технического обслуживания к системам оперативного мониторинга, позволяющим выявлять дефекты в реальном времени. Поставлена задача повышения надежности крановых приводов через раннюю диагностику механических повреждений на основе анализа токов статора асинхронного двигателя. Доказана значимость исследования динамики переходных процессов для разработки эффективных диагностических алгоритмов. Материалы и методы. Разработана математическая модель электромеханических процессов в системе координат α-β, учитывающая взаимное влияние момента сопротивления и электромагнитных характеристик двигателя. Модель параметризована на основе данных промышленных крановых приводов. Численное моделирование для исследования переходных процессов при скачкообразном изменении нагрузки выполнено в среде Wolfram Mathematica. Использованы уравнения электрического баланса, магнитных потоков и механического движения, адаптированные для условий работы кранового оборудования. Результаты. Установлено, что изменение механических условий работы привода проявляется в специфических изменениях параметров токов статора, таких как увеличение периода колебаний при сбросе нагрузки. Показано, что период колебаний тока статора уменьшается на 10% при наложении нагрузки и возрастает на 15% после ее снятия. Обсуждение и заключение. Полученные результаты показывают возможности и ограничения для использования тока статора в качестве информативного параметра о работе кранового механизма для его диагностирования в реальном времени.