贺雨田，吕彭民



相近刃缘条件下不同铲板结构的切削阻力研究

贺雨田1, 2，吕彭民1

(1. 长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室，陕西西安，710064；2. 西安特种设备检验检测院，陕西西安，710065)

针对减小平面铲板切削倾角和加装水平铲刀2种方式，对平面铲板结构进行改进，并将2种方式得到的铲板分别视为简单铲板和复杂铲板。引入不同铲板结构刃缘相近的概念，使设计的3组简单铲板和复杂铲板具有相近刃缘前移距离，且平均前移距离分别为56.8，114.6和187.8 mm。以级配土为切削对象，采用自行设计的切削装置对3组铲板分别在30，60和90 mm这3种不同切削深度下进行土壤切削阻力对比试验。研究结果表明：有4组试验的简单铲板结构切削阻力小于复杂铲板结构的切削阻力，另有4组试验的2种铲板结构切削阻力基本接近，仅有1组试验的简单铲板结构切削阻力相对偏大。因此，在铲板切削刃缘相近的条件下，对于只考虑切削阻力的土壤切削过程，采用简单铲板结构代替复杂铲板结构是工程实际中有效可行的办法。

平面铲板；死区；刃缘；土壤切削；切削阻力；水平铲刀

在平面铲板对土壤的切削过程中，铲板前端的土壤在推挤作用下会形成一个不流动区域，该区域只在切削倾角较大时存在，称为边界楔形，或者叫“死区”。HETTIARATCHI等[1]对边界楔形的形成和其对铲板应力分布情况的影响进行了研究；MIEDEMA[2]指出边界楔形并非静态的，其侧面的土壤仍会以低速向外流动； WILLMAN等[3]指出铲板结构对切削阻力起决定性作用；……