Projekt 12005 – Avslutat Moräner och fasta friktionsjordars schaktbarhet, Licentiatarbete

Forskning vid KTH. Processen att schakta och förflytta jord för tre olika kombinationer maskin och verktyg har studerats. Tidigare studier från olika författare har dels givit viktiga parametrar som påverkar motståndet från jorden dels utgör en bas för att analysera schaktning och förflyttning av jord. En tvådimensionell analys av ett brett blad som förflyttas horisontellt genom en jordmassa har utförts med hjälp av finita element metoden. Syftet med den numeriska studien var att analysera effekterna av olika jord- och verktygsparametrar som påverkar den resulterande resistiva kraften på bladet.

Baserat på litteraturstudien kan slutsatsen dras att partikelstorlek, innehåll av sten och block, jordens skjuvhållfasthet och jordens täthet påverkar jordens schaktbarhet. När man definierar en modell för att bestämma de resistiva krafterna på ett schaktverktyg vid schaktning är det nödvändigt att studera den totala schaktprocessen. Det vill säga hur verktyget interagerar med jorden, hur och i vilken riktning som maskinen och verktyget förflyttas samt vilken metod som används för att schakta och förflytta jorden.

Baserat på den numeriska studien kan slutsatsen dras att, för odränerad kohesionsjord, ökar den resistiva kraften linjärt med odränerad skjuvhållfasthet och adhesion. För icke-kohesiv jord ökar den resistiva kraften icke-linjärt med friktionsvinkeln och friktionen mellan jord och verktyg. Den ökar även linjärt med dilatansen. Att använda förlängda interface-element så väl som att använda olika storlekar på de finita elementen hade en signifikant inverkan på storleken på den resistiva kraften.

För att kunna bedöma jordens schaktbarhet och för att kunna ta fram ett nytt system för klassificering av schaktbarhet behövs ytterligare kunskap om processen att schakta i jord samt sten- och blockhaltens inverkan på schaktbarheten. De teoretiska resultaten måste även verifieras med försök i fält.

Slutredovisningen utgörs av licentiatuppsatsen "Excavation in moraine and dense non-cohesive soil", Mattias Lindgren, KTH (163 sidor).