Введение к работе
Актуальность темы. В большинстве субъектов СЗФО РФ преобладают почвогрунты третьей и четвертой категории, заготовка древесины на которых, в теплый период, крайне затруднена или невозможна. Вместе с тем, достаточно часто, те или иные обстоятельства вынуждаю лесозаготовительные предприятия идти на разработку лесосек на таких почвогрунтах в теплый период года. Кроме этого, практика показывает, что зачастую и зима не является гарантией успеха разработки таких лесосек. Во-первых, ряд зим последнего времени (2007-2010 гг.) наглядно показал, что разговоры о грядущем глобальном потеплении имеют под собой определенную почву. Во-вторых, даже при снежной и морозной зиме возможно, что сначала выпадает глубокий снег, и только затем приходит мороз. В результате почвогрунты не промерзают, и, как только трактор снимает снежный покров, он начинает работать на непромерзшем переувлажненном почвог-рунте.
По данным Федерального агентства по лесному хозяйству на 2009 год, на территории СЗФО запас спелых и перестойных лесонасаждений, возможных для эксплуатации, составляет 3936,49 млн. м3. Значительная часть этого запаса находится на территориях неудобных для проведения лесосечных работ по почвенно-грунтовым условиям.
Традиционная система машин лесозаготовительных предприятий, базирующаяся на тяжелых лесопромышленных тракторах и машинах на их базе, не может обеспечить эффективного освоения таких труднодоступных лесосек, что, наряду со слаборазвитой дорожной сетью, приводит к тому, что использование расчетной лесосеки за 2009 год по СЗФО составляет в среднем 40,56%. Причем, наиболее низкие показатели приходятся на области, имеющие наибольший процент заболоченных и переувлажненных участков - это Республика Коми - 27,2%, Мурманская область - 12,5%; Псковская область - 31,7%. Известно, что недоиспользование расчетной лесосеки приводит к накоплению перестойных древостоев, являющихся повышенным источником опасности лесных пожаров, а также возникновения очагов поражения вредителями и болезнями.
Вместе с тем, далеко не каждое лесозаготовительное предприятие может приобрести систему машин для разработки заболоченных и переувлажненных лесосек, базирующуюся, например, на мобильной канатной трелевочной установке (МКТУ). Поэтому возникает необходимость модификации машин и технологического процесса лесосечных работ для наиболее эффективного использования в рассматриваемых условиях.
Можно рассматривать следующие пути такой модификации: совершенствование путей первичного транспорта леса (трелевочных волоков) и
мероприятия по повышению совместимости лесозаготовительных машин с почвогрунтами лесосек.
Цель работы. Разработка методологических основ выбора параметров, позволяющих повысить экологическую и эксплуатационную эффективность лесозаготовительных машин с колесным движителем, на переувлажненных почвогрунтах.
Объект исследований. Почвогрунты переувлажненных лесосек.
Предмет исследования. Процесс деформации переувлажненных поч-вогрунтов лесосек под воздействием колесных и колесно-гусеничньгх лесозаготовительных машин.
Научная новизна. Разработанные математические модели процесса деформации переувлажненных почвогрунтов лесосек под воздействием колесных и колесно-гусеничных лесозаготовительных машин, отличающиеся учетом реологии и несущей способности опорного основания, времени и характера действующих на него нагрузок, позволяют определять возможную работоспособность волоков, углубляют теорию взаимодействия лесозаготовительных машин с поверхностью движения.
Практическая значимость. Результаты исследования позволяют организационно-технологическими мероприятиями повысить работоспособность волоков и уменьшить экологический ущерб при разработке лесосек с переувлажненными почвогрунтами.
Достоверность выводов и результатов исследований обеспечена: применением методов математической статистики; проведением экспериментальных исследований в лабораторных и производственных условиях и подтвержденной адекватностью полученных моделей за счет хорошей сходимости экспериментальных и теоретических данных.
На защиту выносятся следующие положения:
Математическая модель процесса деформации переувлажненных почвогрунтов лесосек под воздействием колесных и колесно-гусеничных лесозаготовительных машин в зависимости от параметров трактора и характеристик почвогрунта.
Закономерности колееобразования в переувлажненных почвогрунтах под воздействием колесных и колесно-гусеничных лесозаготовительных машин.
Технологические рекомендации, повышающие эффективность работы колесных лесозаготовительных машин на переувлажненных почвогрунтах.
Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные ее разделы докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (Вологда, 2011 г.); Международной научно-технической конфе-
конференции молодых ученых и специалистов «Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка» (СПб, 2011 г.); XIII международной молодежной научной конференции «Севергеоэкотех-2012» (Ухта, 2012 г.); Научно-технической конференции «Наука и образование для лесопромышленного комплекса России» (Москва, 2012 г.); и ежегодных научно-технических конференциях СПбГЛТА в 2009-2012 гг.
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 7 печатных работах. Результаты исследований отражены в научно-технических отчетах по НИР.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов и рекомендаций, списка литературы. Общий объем работы 173 с. Диссертационная работа содержит 50 рисунков, 17 таблиц. Список литературы содержит 131 источник.
