The influence of the parameters of the running systems of wheeled vehicles on the change in soil density

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The movement of wheeled vehicles on soils and grounds leads to a change in their density. The research includes the influence of mass and its distribution along the axes of the wheels on the change in the density of soils and grounds. The substantiation of analytical dependencies for determining the density of compacted and flowing soils and soils from repeated impacts of wheels under various loads is given. The dependence for determining the density of the soil in the general case, including compressed and fluid components of the state of the soil and soil mass, was substantiated.

The experimental laboratory studies were carried out on the effect of wheels on the soil and the effect of wheel load on soil compaction. The dependences were obtained to determine the compaction of soil with different physical and mechanical properties under different loading modes of the running systems. It was found that the distribution of the mass of a wheeled vehicle along the axles of the wheels affects the depth of the track and the compaction of the soil. The obtained dependences for describing the process of soil compaction are consistent with the results of experiments. It was found that with an increase in the number of axles of the running system, soil compaction decreases. The minimum track depth and soil compaction are observed when the mass of the wheeled vehicle is evenly distributed along the axes of the chassis. With an increase in the number of axles, the influence of the ratio of the pressure of the first wheel to the average pressure on soil compaction decreases due to a decrease in the differential pressure of the wheels that occurs in multi-axle wheel systems. With slight deviations from the unit of the ratio of the front wheel load to the average value of the pressure, the increase in soil density is not perceptible. As the front-to-middle load ratio increases, soil compaction increases significantly compared to an even weight distribution along the axles.

About the authors

I. N. Shilo

Belarusian State Agrarian Technical University

Email: romanyuk-nik@tut.by

Dsc in Engineering

Belarus, Minsk

N. N. Romanyuk

Belarusian State Agrarian Technical University

Email: romanyuk-nik@tut.by

PhD in Engineering

Belarus, Minsk

I. S. Kruk

Belarusian State Agrarian Technical University

Email: kruk_igar@mail.ru

PhD in Engineering

Belarus, Minsk

A. N. Orda

Belarusian State Agrarian Technical University

Email: kruk_igar@mail.ru

Dsc in Engineering

Belarus, Minsk

R. R. Galimov

Novosibirsk State Agricultural University; Siberian Federal Scientific Center of Agrobiotechnology of the Russian Academy of Sciences

Email: Rufangalimov@yandex.ru
Russian Federation, Novosibirsk; Novosibirsk

K. Y. Maksimovich

Novosibirsk State Agricultural University; Siberian Federal Scientific Center of Agrobiotechnology of the Russian Academy of Sciences

Email: kiri-maksimovi@mail.ru
Russian Federation, Novosibirsk; Novosibirsk

S. A. Voynash

Novosibirsk State Agricultural University

Email: sergey_voi@mail.ru
Russian Federation, Novosibirsk

A. A. Luchinovich

Omsk State Agrarian University n.a. Petr A. Stolypin

Author for correspondence.
Email: aa.luchinovich@omgau.org
Russian Federation, Omsk

References

  1. Rusanov V.A. Problema pereuplotneniya pochv dvizhitelyami i effektivn·yye puti yeye resheniya [The issue of soil overconsolidation by propellers and effective ways to solve it]. Moscow: VIM Publ., 1998. 368 p.
  2. Svechnikov P.G., Troyanovskaya I.P. Tractor Plough Designing With Specified Tillage Quality // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2019. Vol. 341, no. 012119.
  3. Blednykh V.V., Svechnikov P.G., Troyanovskaya I.P. Tractor Plough with Repeated Cutting Angle on Working Elements. Procedia Engineering. 2017. Vol. 206. Pp. 1577−1582.
  4. Blednykh V.V., Svechnikov P.G., Troyanovskaya I.P. Moldboard Surface Universalization of the Ploughshare Operating Unit. Procedia Engineering. 2016. Vol. 150. Pp. 1297−1302.
  5. Katsygin V.V. Fundamentals of the theory of choosing the optimal parameters of mobile agricultural machines and implements. Voprosy s.-kh. mekhaniki. Minsk: Uradzhay, 1964. Vol. 13, pp. 5−147 (in Russ.).
  6. Shilo I.N., Romanyuk N.N., Orda A.N., Nukeshev S.O., Kushnir V.G. Influence of multi-axle running system of machine-tractor units on soil density. Sel’skokhozyaystvenn·yye mashiny i tekhnologii. 2018. Vol. 12. No 1, pp. 31−36 (in Russ.).
  7. Kushnarev A.S., Matsepuro V.M. Umen’sheniye vrednogo vozdeystviya na pochvu rabochikh organov i khodovykh sistem mashinnykh agregatov pri vnedrenii industrial’nykh tekhnologiy vozdelyvaniya sel’skokhozyaystvennykh kul’tur [Reducing the harmful effect on the soil of working bodies and running systems of machine units when introducing industrial technologies for the cultivation of agricultural crops]. Moscow: Vsesoyuznyy ordena «Znak PochetA» sel’skokhozyaystvennyy institut zaochnogo obrazovaniya Publ., 1986. 56 p.
  8. Cherkasov I.I. Mekhanicheskiye svoystva gruntov v dorozhnom stroitel’stve [Mechanical properties of soils in road construction]. Moscow: Transport Publ., 1976. 248 p.
  9. Blednykh V.V., Svechnikov P.G., Troyanovskaya I.P. Analytical Model of the Technological Process of Soil Pulverization and Tillage Tools. Procedia Engineering. 2015. Vol. 129. Pp. 69−74.
  10. Afanas’yev N.I., Podobedov I.I., Orda A.N. Influence of compaction by machine-tractor units on the properties, regimes of the soil and the yield of agricultural crops: Sod-podzolic soils of Belarus. Pereuplotneniye pakhotnykh pochv: Prichiny, sledstviya, puti umen’sheniya. Moscow: Nauka Publ., 1987, pp. 46−59 (in Russ.).
  11. Ageykin Ya.S. Vezdekhodn·yye kolesn·yye i kombinirovann·yye dvizhiteli [All-terrain wheeled and combined propellers]. Moscow: Mashinostroyeniye Publ., 1972. 184 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Diagram of the formation of the compaction core in the soil under the propeller of mobile agricultural machinery: 1 – core of soil compaction; 2 – shear zones; 3 – sliding platforms

Download (80KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Relationship between stress and soil deformation

Download (25KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dependence of soil density on stress: а – depth; b – top layer; 1 – with the possibility of lateral expansion; 2 – without the possibility of lateral expansion

Download (33KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Patterns of soil compaction for wheels 5.00–10.00: а) compaction of various soil layers with a single pass (1 – ρп = 1010 kg/m3; 2 – ρп = 1270 kg/m3); b) increase in soil density with repeated wheel passes (original density ρп = 1010 kg/m3); 1 – at constant specific pressure q= 75 kPa; 2 – at constant total load G = 3,75 кН); – theoretical and – – – – experimental dependencies

Download (67KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Influence of the distribution of mass along the axes on track formation (а) and soil compaction (b): - - - - – experimental dependencies; – – – – – theoretical dependencies

Download (89KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2021 Shilo I.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».