РІВНЯННЯ ТРАЄКТОРІЇ РУХУ ГОЛОВКИ В ГРУНТІ З УМОВИ ЇЇ КОРЕКЦІЇ ТА ЇХ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ПЕРЕВІРКА

Анотація

DOI: https://doi.org/10.26565/2079-1747-2026-37-13

Основним обмеженням методу є відхилення траєкторії руху інструменту від проектної траєкторії через різні фактори, такі як неоднорідність ґрунту та неточності позиціонування. Це обмежує застосування методу короткими відстанями до 15–20 м. Для підвищення точності проколу пропонується корекція траєкторії робочого органу шляхом адаптації геометрії наконечника (головки). У разі відхилення від проектної траєкторії використовується наконечник з асиметричною геометрією, що створює контрольований дисбаланс сил взаємодії з ґрунтом. Це дозволяє цілеспрямовано керувати рухом головки під час проколу, дозволяючи коригувати траєкторію без переривання процесу та без додаткового втручання в систему.

Проведене дослідження призвело до розробки математичної бази, що включає відповідні рівняння для корекції траєкторії робочого органу. Були враховані ключові параметри, такі як тип ґрунту, його фізичні властивості та кут нахилу наконечника. Отримані співвідношення дозволяють прогнозувати поведінку системи та надають можливість покращити точність проколу за різних умов експлуатації.

Аналіз експериментальних даних показав, що найбільші відхилення траєкторії відбуваються при менших кутах нахилу наконечника, тоді як зі збільшенням кута цей ефект поступово зменшується. Крім того, глинисті ґрунти демонструють найменші відхилення порівняно з іншими типами ґрунтів. Зокрема, на відстані 10 м та куті нахилу 25° відхилення в супіску становило близько 40 мм, тоді як у
глині – приблизно 20 мм. При збільшенні кута до 55° ці значення зменшуються до 14 мм у супіску та 13 мм у глині відповідно. Подальше збільшення кута до 70° показало, що вплив кута нахилу стає незначним і більше не впливає суттєво на відхилення траєкторії. Водночас розбіжність між експериментальними результатами та теоретичними розрахунками не перевищує 15%, що свідчить про достатню точність запропонованої моделі та підтверджує її адекватність у реальних умовах експлуатації.

Отримані результати відкривають нові можливості для підвищення точності та ефективності прокладання підземних комунікацій. Зокрема, вони дозволяють збільшити довжину проколу без втрати керованості процесу та розширюють можливості застосування методу статичного проколу в складних інженерно-геологічних умовах, забезпечуючи більш надійне та передбачуване виконання операцій.