По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 630*372/375 DOI:10.33920/pro-05-2402-01

Оценка работоспособности трелевочного волока на склонах при неполной информации о технологических свойствах оттаивающих почвогрунтов криолитозоны*

Каляшов В.А. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, e-mail: vit832@yandex.ru
Должиков И. С. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Шапиро В.Я. Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова
Дьяченко В.М. Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна
Григорьев И.В. Арктический государственный агротехнологический университет
Новиков М.С. Арктический государственный агротехнологический университет

В Российской Федерации значительная часть территории лесного фонда расположена на вечной мерзлоте. Многие регионы России обладают большими запасами спелых и перестойных эксплуатационных лесов, причем значительная часть этих запасов расположена в труднодоступных местах по отношению не только к развитости дорожной сети, но и к рельефу местности. В настоящее время подавляющий объем заготовок древесины в России производится при помощи современных машинных комплексов, в основном включающих колесные лесные машины различной компоновки и назначения. При этом проблема негативного воздействия колесных лесных машин и трелевочных систем на их базе не просто остается актуальной, но и приобретает еще большую остроту, поскольку экосистемы горных лесов, лесов на склонах сопок и т. д. относятся к наиболее ранимым, подверженным водной и ветровой эрозии. Для снижения негативного воздействия движителей лесных машин на почвогрунты достаточно часто используют машины на полугусеничном ходу, которые, благодаря существенно большему пятну контакта с поверхностью движения и большей силе тяги в сложных условиях, показывают лучшие эксплуатационные характеристики. В статье показано, что при составлении плана разработки лесосек криолитозоны на склонах необходимо в том числе учитывать геотехнические условия лесосеки, а именно ее рельеф, гидрогеологию, технологические свойства слагающих почвогрунтов — их устойчивость, прочность, несущую способность, упругопластические и деформационные характеристики. Результаты выполненных исследований способствуют решению поставленной задачи и позволяют производить более надежную оценку работоспособности трелевочного волока (технологического коридора) на склонах при неполной информации о параметрах паспорта прочности (технологических свойствах) оттаивающего почвогрунта.

Литература:

1. Агейкин Я.С. Вездеходные колесные и комбинированные движители. — М.: Машиностроение,1972. — 184 с.

2. Булычёв Н.С. Механика подземных сооружений в примерах и задачах: учебное пособие для вузов. — М.: Недра,1989. — 270 с.

3. Калабина М.В., Царапов М.Н. Прочностные свойства оттаивающих грунтов // Современное состояние, проблемы и перспективы развития отраслевой науки. Материалы Всероссийской конференции с международным участием. — 2017. — С. 542–546.

4. Каляшов В.А., Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Куницкая О.А., Григорьева О.И., Стародубцева Т.Н. Исследование процесса образования колеи и ее устойчивость при работе лесных машин и трелевочных систем на склонах массива оттаивающего грунта // Лесотехнический журнал. — 2021. — Т. 11, № 2 (42). — С. 121–132.

5. Мирный А.Ю. Исследования дилатансии в дисперсных грунтах и методы ее количественной оценки // Инженерная геология. — 2019. — Т. 14, № 2. — С. 34–43.

6. Рудов С.Е., Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Куницкая О.А., Григорьева О.И. Оценка несущей способности мерзлого и оттаявшего грунта при неполной информации о состоянии его взаимодействия с трелевочной системой // Системы. Методы. Технологии. — 2019. — № 2 (42). — С. 80–86.

7. Рудов С.Е., Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Куницкая О.А., Григорьева О.И. Вариационный метод расчета параметров взаимодействия трелевочной системы с массивом мерзлых и оттаивающих грунтов // Системы. Методы. Технологии. — 2019. — № 1 (41). — С. 68–77.

8. Хитров Е. Г., Божбов В.Е., Ильюшенко Д.А. Расчет несущей способности лесных почвогрунтов под воздействием колесных движителей // Системы. Методы. Технологии. — 2014. — № 4 (24). — С. 122–126.

9. Шапиро В.Я., Григорьев И.В. Деформация и циклическое уплотнение почвогрунта между грунтозацепами крупногабаритных лесных шин // Техника и технология. — 2006. — № 2. — С. 94–100.

10. Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Гулько А.Е. Анализ методов расчета параметров и обоснование математической модели разрушения коры при групповой окорке древесины // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. — 2011. — № 8 (121). — С. 92–96.

11. Asase A., Asiatokor B. K., Ofori-Frimpong K. (2014). Effects of selective logging on tree diversity and some soil characteristics in a tropical forest in southwest Ghana. Journal of Forestry Research, 25 (1), 171–176.

12. Bowd E. J., Banks S. C., Strong C. L., Lindenmayer D. B. (2019). Long-term impacts of wildfire and logging on forest soils. Nature Geoscience, 12 (2), 113–118.

13. Chen S., Yao S. (2021). Evaluation of Forestry Ecological Efficiency: A Spatiotemporal Empirical Study Based on China»s Provinces. Forests, 12 (2), 142.

14. de Carvalho A. L., d'Oliveira M.V. N., Putz F. E., de Oliveira L. C. (2017). Natural regeneration of trees in selectively logged forest in western Amazonia. Forest Ecology and Management, 392, 36–44.

15. Gatti R. C., Castaldi S., Lindsell J. A., Coomes D. A., Marchetti M., Maesano M., … Valentini R. (2015). The impact of selective logging and clearcutting on forest structure, tree diversity and above-ground biomass of African tropical forests. Ecological research, 30 (1), 119–132.

16. Hammond M. E., Pokorný R., Okae-Anti D., Gyedu A., Obeng I. O. (2021). The composition and diversity of natural regeneration of tree species in gaps under different intensities of forest disturbance. Journal of Forestry Research, 1–11.

17. Kulakowski D., Seidl R., Holeksa J., Kuuluvainen T., Nagel T. A., Panayotov M., … Bebi P. (2017). A walk on the wild side: disturbance dynamics and the conservation and management of European mountain forest ecosystems. Forest ecology and management, 388, 120–131.

18. Laakkonen A., Hujala T., Pykäläinen, J. (2019). Integrating intangible resources enables creating new types of forest services-developing forest leasing value network in Finland. Forest Policy and Economics, 99, 157–168.

19. Rull V. (2020). The deforestation of Easter Island. Biological Reviews, 95 (1), 124–141.

20. Thorn S., Bässler C., Brandl R., Burton P. J., Cahall R., Campbell J. L., … Müller J. (2018). Impacts of salvage logging on biodiversity: A meta‐analysis. Journal of Applied Ecology, 55 (1), 279–289.

Проблема вырубки лесов в основном связана с расширением сферы деятельности человечества с целью заселения новых регионов или добычи большего количества ресурсов [19]. Поэтому задачей для многих отечественных и зарубежных исследователей является разработка оптимальных технологий лесосечных работ для обеспечения оптимальных показателей процессов заготовки древесины и лесовосстановления [14].

Неоптимально организованные лесосечные работы уменьшают видовое разнообразие флоры и фауны лесов, что сопровождается изменениями лесной экосистемы [11, 14, 16, 17]. Учитывая, что леса являются многофункциональными биотопами, исследователи используют концепцию устойчивого лесопользования, ориентирующую на необходимость минимизации влияния техники и технологий на лесную экосистему и уменьшения последствий от вырубки лесов [11, 15]. Наиболее часто проводимыми рубками являются сплошные, поскольку этот процесс более экономически и технологически эффективен, но в лесах на склонах, особенно в криолитозоне, такие рубки недопустимы. Выборочные рубки позволяют поддерживать стабильность и целостность лесного покрова, предотвращать образование очагов водной и ветровой эрозии [18].

Состояние современных технологий рубки лесов на склонах не полностью согласуется с экологическими нормами [20]. Чтобы устранить эту проблему, необходимо учитывать влияние плотности лесного покрова и степени повреждения почв на состояние экосистемы, возможности восстановления древостоев и длительность сохранения отрицательного влияния рубок на растительность [12, 13].

Эффективная эксплуатация лесных машин на конкретной лесосеке определяется в том числе комплексом технологических мероприятий, включающих оптимальное размещение трелевочных волоков и технологических коридоров, учитывающее технические характеристики лесных машин и трелевочных систем — их вес, давление движителя, вылет манипулятора, грузоподъемность и другие параметры.

Наряду с этим необходимо учитывать и геотехнические условия лесосеки, а именно ее рельеф, гидрогеологию, технологические свойства слагающих почвогрунтов — их устойчивость, прочность, несущую способность, упругопластические и деформационные характеристики.

Для Цитирования:
Каляшов В.А., Должиков И. С., Шапиро В.Я., Дьяченко В.М., Григорьев И.В., Новиков М.С., Оценка работоспособности трелевочного волока на склонах при неполной информации о технологических свойствах оттаивающих почвогрунтов криолитозоны*. Безопасность и охрана труда в лесозаготовительном и деревообрабатывающем производствах. 2024;2.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: