Ідентифікація робочих процесів глибоководних ґрунторозробних машин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти України

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

УДК 624.132.3

Ідентифікація робочих процесів глибоководних грунторозробних машин

Спеціальність 05.05.04 - Машини для земляних та дорожніх робіт

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук

Сукач Михайло Кузьмич

Київ 1999

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Київському національному університеті будівництва і архітектури

Науковий консультант: доктор технічних наук, професор Баладінський В.Л. - завідувач кафедри будівельних машин КНУБА, директор НДІ будівельно-дорожньої і інженерної техніки

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Кравець С.В. ректор Рівненського державного технічного університету;

доктор технічних наук Дубровський М.П. професор кафедри морських і річкових портів, водних шляхів та їх технічної експлуатації Одеського державного морського університету;

доктор технічних наук, професор Савенко В.Я. завідувач кафедри будівництва і експлуатації доріг Українського транспортного університету

Провідна установа: Харківський державний автомобільно-дорожній технічний університет (кафедра будівельних і дорожніх машин)

Захист відбудеться “ 12 ” листопада 1999 р. об 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.26.056.08 в Київському національному університеті будівництва і архітектури за адресою: 252037, Київ-37, Повітрофлотський просп., 31, КНУБА.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці університету.

Автореферат розісланий “ 20 ” вересня 1999 р.

В.О. вченого секретаря спеціалізованої вченої ради Черненко В.К.

грунт гідростатичний зондування

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Необхідність створення нової підводної землерийної техніки для гідротехнічних, будівельних, видобувних і очисних робіт під водою обумовила детальне вивчення грунтових масивів і робочих процесів машин. Донні вязкопластичні грунти і осадки із-зі специфіки залягання і впливу водного середовища не мають аналогів на суходолі, суттєво відрізняється характер взаємодії з ними робочого обладнання.

Тим не менше, в науковій літературі і практиці ще недостатньо вивчені робочі процеси землерийних машин на підводних і особливо глибоководних грунтах. Практично відсутні дані з експлуатаційних характеристик таких робочих середовищ. Недосконалі методологія і технічна база для вивчення глибоководних грунтових масивів і характеристик взаємодії з ними механізмів машин.

Створення системи методів і комплексу технічних засобів для ідентифікації робочих процесів підводних машин має важливе народногосподарче значення і дозволяє завчасно, на допроектних етапах, визначати експлуатаційні характеристики дна акваторій, оцінювати специфіку руйнування донних грунтів і очікувані навантаження землерийних машин в конкретних гірничотехнічних умовах.

Відомості про основні характеристики грунтового фону необхідні для вирішення не тільки наукових, але і важливих практичних задач, що забезпечують паритетний доступ України до мінерально-сировинних і енергетичних ресурсів Світового океану; освоєння глибоководних родовищ поліметалічних конкрецій і металоносних мулів; видобування піску і сапропелів з дна Чорного і Азовського морів; розробку підводних родовищ нафти, газу і газогідратів; використання субмаринних витоків екологічно чистої питної води; очищення дна акваторій від радіоактивних відкладень, будівництво гідротехнічних споруд, проведення рекреаційних, берегоукріплювальних та інших робіт під водою.

Значущість прогнозної оцінки донних грунтових масивів зростає у звязку з майбутнім промисловим освоєнням морських корисних копалин, необхідністю раціонального проектування, скорочення терміну створення окремих видів і комплексів машин для підводних земляних робіт і підвищення ефективності їх експлуатації.

Викладене вказує на актуальність теми дисертаційного дослідження.

Звязок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Тема дисертації відповідає напрямкам і задачам: науково-технічної програми “Інтерморгео” з проблеми “Дослідження морів і океанів з метою використання їх мінеральних ресурсів”; республіканської програми “Матеріалоємкість” (Постанова Кабінету Міністрів України, № РН.82.04. Ц.05.07); державної програми “Неживі ресурси” (план НАМДТ на 1994 2000 р.р. “Створення і впровадження екологічно безпечних технологій видобутку, транспортування і переробки мінеральної сировини, будівельних матеріалів, нафти, газу, інших енергоносіїв з морських акваторій”); тематики науково-дослідних робіт Міносвіти України (10ДБ-94, Наказ МО № 57 від 29.03.1994 р.; 6ДБ-96, Наказ МО № 39 від 7.02.1996 р.).

Мета і задачі дослідження. Метою наукового дослідження є встановлення закономірностей процесу руйнування грунтів під високим гідростатичним тиском, розробка моделей взаємодії деформаторів з середовищем і визначення робочих навантажень глибоководних грунторозробних машин.

Наукова задача дослідження полягає в створенні основ теорії різання глибоководних грунтів і теорії їх гравітаційного зондування. Практичними задачами є визначення опору руйнуванню і міцнісних властивостей грунтів у природному стані та характеристик взаємодії механізмів машин з мулистим грунтом.

Теоретична частина роботи грунтується на численному експериментальному матеріалі, одержаному в лабораторних умовах: на автоматизованому комплексі для дослідження робочих процесів машин (НДІ БДІТ), ударному стенді (КПІ), ротаційному віскозиметрі (Інститут хімії високомолекулярних сполук), на дослідних стендах (КІБІ), в водному басейні (Інститут гідромеханіки НАН України); на морських полігонах: ВНДПІгірнкольормету (м. Лієпая, Ризька затока), НДПІокеангеофізики (Геленджицька бухта), НДПІокеанмаша (м. Керч, скидовий канал залізорудного комбінату), СКБ Океангеотехніка (Новоросійська бухта); при вивченні донних грунтів: Балтійського (НДС “Шельф-1”), Чорного морів (НДС “Янтарь”, “Исследователь”) і Тихого океану в регіоні Кларіон-Кліппертон (НДС “17 съезд профсоюзов”).

Наукова новизна одержаних результатів. Встановлено закономірності опору руйнуванню глибоководних грунтів землерийною машиною від параметрів робочого процесу, міцнісних властивостей середовища, характеристик динамічного навантаження і геофотопрофілювання підводних трас, що дозволило:

обгрунтувати експлуатаційні навантаження глибоководних машин; розробити основи теорії різання глибоководних грунтів і теорії їх гравітаційного зондування; встановити нові закономірності робочого процесу машин на мулистому грунті; визначити характеристики донних грунтів у природному стані і очікувані навантаження землерийних машин; рекомендувати комплексне дослідження донних масивів, що дає можливість скоротити число станцій пробовідбору, загальну трудоємкість рейсових робіт, встановити експлуатаційний грунтовий фон на морському дні і оптимальні траси видобувних систем.

Для вирішення цих задач створено комплекс бортового і заглибного обладнання, призначеного для дослідження робочого процесу машин в суднових умовах і на дні акваторій під гідростатичним тиском до 65 МПа. Новизна технічних рішень підтверджена авторськими свідоцтвами і патентами на винаходи.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблено інженерні методики визначення опору руйнуванню глибоководних грунтів по параметрам робочого процесу і міцнісним властивостям донного масиву. Створено установки, стенди, пристрої для разового і безперервного за рухом судна дослідження грунтів та механізмів машин на глибині до 6500 м і в бортових умовах. Випробувано дослідні зразки і моделі машин для видобування грунтів і корисних копалин з дна акваторій. Результати дослідження впроваджено в практику морських інженерно-геологічних робіт, використано в рекомендаціях до проектування підводних землерийних систем і в навчальному процесі.

Застосування нових методів і технічних засобів дозволило підвищити продуктивність досліджень робочого процесу і достовірність вимірювання характеристик донних грунтів, проведених на морських полігонах Чорного, Балтійського морів і в Тихому океані, а також реалізувати комплексну оцінку експлуатаційного донного фону, визначити очікувані робочі навантаження землерийних машин і умови прохідності їх на морському дні.

Методики визначення опору підводних грунтів і їх критеріальні оцінки, результати модельних і натурних випробувань механізмів підводних машин використано в НДПІокеанмаші (Дніпропетровськ) при розробці глибоководної видобувної установки, в СКБ техніки морських геологорозвідувальних робіт (Мурманськ) при випробуванні самохідного агрегату збору, в НДІ БДІТ (Київ) при проектуванні ерліфтно-землесосного комплексу і плавучої установки для очищення водоймищ від радіоактивних мулів.

Результати наукових досліджень впроваджено в навчальний процес КНУБА, включено в програму дисципліни “Інтенсифікація роботи будівельної техніки”, навчальний посібник “Підводні будівельні роботи”, чотири методичні вказівки і рекомендації. Автоматизований комплекс для дослідження робочих процесів машин використовується при проведенні лабораторних занять, курсового і дипломного проектування.

Загальний економічний ефект від впровадження результатів дослідження склав 3429,2 тис. грн.

Особистий внесок здобувача. На захист виносяться наступні наукові результати:

обгрунтування експлуатаційних навантажень глибоководних грунторозробних машин;

теоретичні основи процесу різання і гравітаційного зондування глибоководних грунтів;

розрахункові схеми, математичні моделі, алгоритми і методики визначення параметрів взаємодії машин з робочим середовищем;

методи і технічні засоби для дослідження робочих процесів машин і грунтів морського дна на глибині до 6500 м та в бортових умовах;

результати визначення міцнісних властивостей донних грунтів, опору їх руйнуванню і взаємодії механізмів машин з мулистим грунтом;

комплексна оцінка підводних грунтових масивів і очікуваних навантажень машин.

Основні наукові результати, які виносяться на захист (ідеї, способи реалізації, математичні моделі, алгоритми, закономірності, методи розрахунків), одержано особисто дисертантом. Експериментальна перевірка наукових ідей і практична їх реалізація в конкретних технічних рішеннях і конструкціях здійснювалися разом з аспірантами і здобувачами.

Загальна методика проведення досліджень експериментально-теоретичне вивчення процесу руйнування підводних грунтів. Нові наукові положення базуються на існуючий теорії динаміки суцільного середовища, методах подібності і математичної статистики. До досліджень залучено методи багатофакторного планування і оптимізації експериментів, тензометричний і акселерометричний методи вимірювання, регресійний і критеріальний аналіз експериментальних даних.

Достовірність одержаних результатів підтверджено: достатнім обсягом експериментальних досліджень і числом вимірювань в дослідах, що задовольняють заданій точності і надійності; відтворенням виявлених закономірностей робочого процесу; адекватністю розроблених математичних моделей і експериментальних даних; задовільним рівнем збіжності результатів аналітичних і експериментальних досліджень.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації пройшли апробацію і одержали позитивну оцінку:

на Міжнародній науково-технічній конференції “Ресурсозбереження і екологія промислового регіону” (Макіївка, 1995 р.); на 2 Всеросійській науково-технічній конференції з міжнародною участю “Підвищення ефективності землерийних машин” (Воронєж, 1994 р.); на Республіканській науково-технічній конференції “Проблеми гідромеханіки в освоєнні океану” (Київ, 1992 р.); на Республіканській науково-технічній конференції “Проблеми якості і надійності машин” (Могильов, 1994 р.); на Республіканській науково-технічній конференції з механізації земляних робіт (Київ, 1996 р.); на 54 - 60 науково-практичних конференціях КНУБА (Київ, 1993 - 1999 р.р.);

на семінарах і засіданнях кафедр: будівельних і меліоративних машин Рівненського державного технічного університету (Рівне, 1999 р.); морських і річкових портів, водних шляхів та їх технічної експлуатації Одеського державного морського університету (Одеса, 1999 р.); будівництва і експлуатації доріг Українського транспортного університету (Київ, 1999 р.); будівельних і дорожніх машин Харківського державного автомобільно-дорожнього технічного університету (Харків, 1999 р.).

Публікації. За результатами виконаних досліджень опубліковано 172 наукові праці, в тому числі 2 монографії, 1 навчальний посібник, 104 статті, 15 авторських свідоцтв і патентів.

Дисертація складається із вступу, 7 розділів, загальних висновків і рекомендацій, списку використаних джерел, додатків та містить в цілому 376 сторінок, в тому числі 307 сторінок основного тексту, 15 таблиць, 85 рисунків, 202 найменування бібліографії, 69 сторінок додатків.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

ґрунт гідростатичний зондування

1. Стан проблеми. Напрямки і задачі дослідження. Дисертацію присвячено вивченню процесів руйнування грунтів землерийними машинами під гідростатичним тиском, визначенню характеристик підводних грунтових масивів і експлуатаційного донного фону на глибині до 6500 м.

Розглядається верхня (поверхнева) частина грунтового масиву, в якій реалізуються робочі і тягові характеристики землерийних машин. Під експлуатаційним донним фоном розуміється розподілення грунтів за ступенем важкості їх розробки. Критеріями цієї оцінки прийнято питомий опір руйнуванню грунту, фізико-механічні властивості грунтів, які складають масив, і характеристики рельєфу дна.

Ідентифікація робочих процесів глибоководних машин, функціонуючих в складних гірничотехнічних умовах, означає побудову математичних моделей взаємодії деформаторів з грунтом, визначення опору, що діє на робочий орган, ходову частину і механізми машин, обумовленого фізико-механічними властивостями грунтів, їх несучою здатністю, особливостями рельєфу дна та іншими параметрами, що стохастично змінюються в межах розроблюваної ділянки, з метою забезпечення відповідності параметрів грунторозробних машин експлуатаційному донному фону.

Опір руйнуванню найбільш характерна властивість грунтів з точки зору умов раціонального проектування і експлуатації машин для земляних робіт. Визначається це тим, що руйнування (різанням) є основним способом розробки грунтів, за принципом якого побудовано і діє більшість землерийних машин.

Основи теорії підводної розробки грунтів сформовано на базі досягнень української і російської шкіл І.А.Недорєзовим, В.І.Баловнєвим, С.П.Огородніковим, В.Л.Баладінським, В.А.Лобановим, В.Г.Моісеєнко, М.І.Смородіновим. Особливості взаємодії робочих органів і рушіїв під водою досліджували Д.Д.Тургумбаєв, М.Т.Тиндибєков, О.О.Карошкін, А.О.Шаталов, А.І.Коптьолов, М.Д.Курлаєв, М.А.Гоц, А.П.Куляшов. Відомі праці закордонних дослідників Ц.Хара, К.Кодзими, А.Річарда, Ж.Т.Ріссела, Р.Н.Йонга, Й.Хатамури, К.Исідзукі з розробки і створення підводних грунторозробних машин.

Теоретичні і експериментальні дослідження, проведені в КНУБА, ВІМС, ЦНДІІБ, МАДІ, ОІБІ, лабораторії гідромеханізації КПІ та ін. показали, що із усього комплексу характеристик тільки відносно невелика їх кількість (в першу чергу опір зсуву, зчеплення, кут внутрішнього тертя, густина, динамічна вязкість) безпосередньо беруть участь у формуванні робочих навантажень підводних машин.

Для складання проекту підводних видобувних і будівельних робіт необхідні також параметри несучої здатності грунту, інформація про зони непрохідності, батиметричні дані, які показують змінювання рельєфу дна, висоту стовпа води над грунтом і відображають основні експлуатаційні особливості морського дна в районі, що розробляється (грузькі місця, загазовані ділянки, виходи корінних порід).

Прогнозні залежності опору підводних грунтів одержували в основному за результатами моделювання середовища в барокамерах, тобто при навантаженні грунту гідростатичним тиском (переважно до 3 МПа), в той час як при підйомі з глибини натурні зразки зазнають зворотній вплив при його зменшенні. Різниця в тлумаченні взаємодії ріжучих органів з грунтовим середовищем під товщею води призвела до одержання суттєво різних розрахункових залежностей.

Звичайно, особливості формування робочих навантажень машин найкраще шукати в умовах експлуатації. Проте, відомі технічні труднощі поки що не дозволяють проводити повномасштабні експерименти на великій глибині, хоча і є окремі спроби вимірювання силових параметрів за допомогою окремих зразків глибоководної дослідної і видобувної техніки на глибинах до 6000 м.

Тому представляється можливим в максимальному ступені наблизитися до реальних експлуатаційних умов на морському дні шляхом створення таких методів дослідження глибоководних грунтових масивів, які були б адекватними як під водою, так і на суходолі. Відсутність надійних експериментальних методів, придатних для визначення властивостей підводних грунтів у природному стані і опору їх руйнуванню землерийними машинами, не дозволяє в повній мірі забезпечити відповідність параметрів машин, що закладаються в проекти, характеристикам реального грунтового фону.

Теоретичні положення роботи та нові методи оцінки характеристик підводних грунтових масивів базуються на численному експериментальному матеріалі, одержаному в лабораторних і натурних випробуваннях типових донних грунтів за допомогою стандартного обладнання та створених технічних засобів.

Наукова ідея роботи заключається в тому, що характеристики донних масивів визначають у природному стані, а робочі навантаження підводних машин на основі одержаних властивостей, критеріальних залежностей опору грунту, даних фото- і геоакустичного зондування дна. Принципово ідею реалізовано шляхом створення пристроїв разового та безперервного дослідження грунту, що адекватно застосовуються як в атмосферних, так і підводних умовах і забезпечують достатню для практичного використання достовірність одержуваної інформації.

Основними напрямками досліджень є: визначення очікуваних навантажень землерийних машин і характеристик підводних грунтів; створення технічних засобів для вивчення дна акваторій і особливостей функціонування глибоководних машин; розробка спеціальних машин і видобувних комплексів.

Таким чином, проблема ідентифікації робочих процесів глибоководних грунторозробних машин вимагає вирішення наступних задач:

обгрунтування характеристик експлуатаційного донного фону і робочих навантажень машин;

розробка теоретичних основ різання глибоководних грунтів землерийною машиною і їх гравітаційного зондування;

створення установок, пристроїв і обладнання з метою вивчення експлуатаційного донного фону для землерийних машин;

розробка методик, алгоритмів, програм натурних і лабораторних досліджень параметрів взаємодії елементів машин з робочим середовищем;

визначення властивостей донних грунтів ударним навантаженням і оцінка їх стандартними методами;

встановлення закономірностей опору глибоководних грунтів;

розробка спеціальних підводних машин і визначення характеристик взаємодії їх механізмів з мулистими грунтами;

розробка методів контактного і дистанційного дослідження робочих процесів глибоководних машин;

комплексна оцінка донних масивів і очікуваних навантажень грунторозробних машин;

впровадження результатів дослідження у виробництво.

Формулювання проблеми, мети і задач дослідження дозволили розробити структуру дисертаційного дослідження.

2. Основи теорії гравітаційного зондування грунтів. Розроблено моделі взаємодії з грунтом циліндричного і сферичного інденторів, які покладено в основу теорії гравітаційного зондування грунтів. Встановлено аналітичні залежності між міцнісними характеристиками грунту і динамікою гальмування в ньому гравітаційного зонда. Це дає можливість визначити властивості підводного грунту у природному стані, без підйому зразків з глибини. Відпадає необхідність в попередньому дослідженні грунтів-аналогів і порівнянні ударних імпульсів деформатора, моделюванні середовища і гідростатичного тиску, використанні раніше встановлених розрахункових коефіцієнтів.

Гіпотези і припущення, прийняті в моделях: грунт представляє собою вязкопластичне однорідне середовище (модель Бінгама-Шведова); рух індентора в грунті в першому наближенні вважається відносно повільним (порівняно зі швидкістю розповсюдження пружних хвиль) і квазістаціонарним; дослідження проводяться в умовах нестисливого середовища.

Рівняння руху вязкого нестисливого середовища

При зондуванні грунту циліндричним індентором (трубчастим пробовідбірником або довгим циліндричним зондом, спорядженим датчиками прискорення і зусилля натягу підвіски) виміряють прискорення w(t) під час удару і знаходять глибину його занурення h1; при підйомі заміряють зусилля натягу підвіски Fн і прискорення індентора w(t) до моменту виходу його з грунту (рис.1). Вважається, що зонд занурюється в грунт вертикально, а його довжина в декілька раз перевищує діаметр.

Виходячи із (1), рух циліндра під час підйому із грунту (при умові одномірності швидкості v і стаціонарності його переміщення) визначається системою

Тиск P залежить тільки від координати z; величина зони пластичної деформації визначається із рівняння.

З урахуванням кругової симетрії і крайових умов; для циліндричного індентора справедливо

У відповідності з реологічним рівнянням вязкопластичного тіла напруження, де 0 граничне напруження зсуву грунту. Значить не залежить від величини h. Тоді із (3) випливає, що, де критерій подібності. Слабкі водонасичені грунти мають малий кут внутрішнього тертя ( = 3…5), тому їх зчеплення звичайно приймають рівним граничному напруженню зсуву.

Умова граничного стану грунту при підйомі циліндричного індентора

Зчеплення грунту розраховують за величиною максимального натягу підвіски:

Для визначення динамічної структурної вязкості грунту праву частину рівняння (4) представляють в формі, де; m маса зонда; h1 глибина занурення зонда (знайдена на II етапі); hн довжина наконечника; реакція з торця зонда.

По графіку при підйомі індентора розраховують швидкість і переміщення зонда, де t2 початок підйому; t4 момент відриву зонда від грунту. Величину i для кожного вимірювання i визначають із умови h(ti) > hн , вважаючи, що :

Так як, то розрахункові значення вязкості для кожного вимірювання (7), де значення w(ti), h(ti), i, vi = v(ti) відповідають точкам, що безпосередньо ідуть за піками прискорень (в момент t3) при підйомі зонда із грунту.

Динамічна структурна вязкість грунту в досліджуваному шарі становить

При взаємодії сферичного індентора з грунтом характеристики середовища одержують за результатами одного удару. Відмінність цієї моделі від відомого рішення Стокса про занурення сталевої кулі зі сталою швидкістю в ідеально вязку рідину полягає в тому, що розглядається грунтове середовище, яке має не тільки вязкість, але і зчеплення, а швидкість індентора перемінна.

Зонд скидають в грунт під дією власної ваги, реєструючи відємне прискорення при його зануренні до повної зупинки. За формою ударного імпульсу і масово-габаритними параметрами сферичного зонда визначають динамічну структурну вязкість, зчеплення, динамічну міцність і дисипацію грунту. Вимірюваний акселерометром сигнал w(t) інтегрують одним із відомих способів. Причому, для визначення початкової швидкості зонда v0 в момент удару по грунту t0 підрахунок часу ведуть в зворотному напрямку, тобто починаючи з моменту повної зупинки зонда T, коли його прискорення wT = 0 і швидкість vT = 0. Для визначення переміщення зонда x(t) графік швидкості v(t) інтегрують в прямому напрямку.

Рівняння руху сферичного індентора при пенетрації грунту на глибину, що не перевищує діаметра кулі, : (9)

Використовуючи критерій мінімуму квадратичного функціоналу після певних перетворень одержано формули для визначення властивостей грунту

Величинам вязкості і зчеплення грунту відповідають кінцеві розрахункові значення і 0 системи (10).

В загальному випадку, коли сферичний зонд занурюється в масив на будь-яку глибину, в тому числі більшу за діаметр кулі, рівняння руху приймає вигляд

Інтегральні значення властивостей грунту визначають в припущенні ізотропності середовища на всій глибині занурення зонда

Динамічну міцність грунту оцінюють за дотичним напруженням під сферичним штампом

Дисипація грунту характеризує кількість енергії, що витрачається на його деформацію. Залежність нормального напруження д від величини деформації x визначають шляхом виключення параметрів часу t з графіків д(t) і x(t), що одержують при ударі зонда. Величина дисипації грунту пропорційна площі, обмеженій кривою і віссю деформації .

3. Основи теорії різання глибоководних грунтів. Теорія робочого процесу базується на відомих закономірностях динаміки суцільного середовища, методах подібності і математичної статистики. Специфіка розробки донних осадків полягає в наявності водного середовища, гідростатичного тиску, підвищеного опору грунту вязкому тертю на робочому інструменті і механізмах машини, малих значеннях зчеплення і несучої здатності грунту. Вихідними даними моделі різання підводного грунту є деформаційно-міцнісні характеристики грунтів, одержані у природному стані, і параметри робочого процесу машин.

Основні гіпотези і припущення розрахункової моделі: грунт представляє собою однорідне вязкопластичне нестисливе середовище (модель Бінгама-Шведова); розглядається поступальний рух широкого плоского ножа прямокутної форми; процес різання стаціонарний, швидкість переміщення ножа стала; поздовжній розмір зони деформації грунту вздовж ножа не змінюється; вирішується плоска задача.

Динаміка суцільного середовища в напруженнях описується загальним рівнянням . До нього приєднується рівняння нерозривності , яке при перетворюється в . Для стаціонарного режиму різання інерціальна сила . Обємними силами є сили тяжіння . Поверхневі сили мають вигляд . Реологічне рівняння вязкопластичного середовища . В цих формулах густина середовища, кг/м3; щільність розподілення обємних сил, Н/кг; щільність розподілення поверхневих сил (тензор напружень), Н/м2; V вектор швидкості елемента середовища, м/с; набла-оператор; потенціал сил тяжіння, м2/с2; динамічна структурна вязкість грунту, Па.с; P тиск, Па; дотичне напруження в грунті, Па; 0 граничне напруження зсуву (зчеплення) грунту, Па; v проекція вектора швидкості на поточну координату y.

Таким чином, рівняння динаміки вязкопластичного грунтового середовища

Граничні умови процесу різання: швидкість переміщення грунту на поверхні ножа: (умова прилипання); дотичне напруження на межі зон текучості I і твердих ділянок II дорівнює граничному: (рис.2). Із цих умов і реологічного рівняння випливає .

Враховуючи особливості різання підводного грунту і припущення про сталість потоку грунту, що рухається вздовж ножа, одержано опір руйнуванню у вигляді

Складовими опору підводного грунту є сила тиску на поверхні ножа і сила тертя на його лобовій частині , де гідростатичний тиск стовпа води. Підрахувавши силу, що діє на ніж в горизонтальному напрямку , і додавши до неї горизонтальну складову гідростатичного тиску стовпа води, що діє на зворотну сторону ножа одержано вираз для опору грунту, (див. формулу (16)).

Як бачимо, опір руйнуванню підводного грунту не залежить від гідростатичного тиску, а визначається тільки параметрами процесу різання і властивостями грунту зчепленням, динамічною структурною вязкістю, густиною, які знаходять безпосередньо на місці експлуатації землерийної машини.

Глибоководні грунти і осадки значно відрізняються за своїми характеристиками і умовами розробки від суходільних грунтів. Процес взаємодії з ними механізмів машин має суттєві особливості. Моделювання навантажень обумовлено неоднозначністю робочих процесів, а дистанційне дослідження морського дна звязано зі значними технічними складностями і матеріальними затратами.

В таких умовах опір грунтів доцільно визначати в критеріальному вигляді, що дозволяє встановити залежності не тільки між фізичними характеристиками робочого процесу, але і між певними параметрами, обєднаними в безрозмірні критерії подібності. Це дає можливість розповсюджувати одержані результати дослідження за межі експериментів і оцінювати очікуваний опір грунтів в реальних умовах експлуатації машин.

Суть методу заключається в наступному. Висувається теоретична гіпотеза у вигляді поліному із критеріїв подібності, порядок і форма запису якого відповідає встановленій раніше логіко-математичній моделі процесу. Параметри функціональної залежності між критеріями подібності визначають експериментально за відповідним планом, складеним з урахуванням якнайбільшого розкиду їх значень. В результаті статистичної обробки даних оцінюють адекватність розрахункової моделі експериментальним залежностям.

Кількість критеріїв подібності, згідно з -теоремою, зменшують на ранг системи (тобто на число величин з основними незалежними розмірностями). Наприклад, із параметрів F, b, l, h, 0 , , , в , g, v0 , рівняння (16) складають критерії (19) де кут входить до умови геометричної подібності; F дослідні значення опору грунту; критерій характеризує інваріантність розрахункової моделі; співвідношення між довжиною ножа l і глибиною різання h визначається залежністю , де h1 перевищення верхньої кромки ножа над поверхнею недеформованого грунту. Інерція і тяжіння вносять незначний вклад в процес різання, тому значення , в і g не враховуємо. Час t для стаціонарного режиму також виключається.

Із зазначених критеріїв складають комплекс, в якому , K і є аргументами, а критерій , що включає величину F, функцією: . Критеріальну залежність опору підводного грунту запропоновано визначати у вигляді (20), де параметри рівняння регресії. Для цього проводять експеримент, в якому кількість дослідів n розбивають на груп, де r = 2 - число параметрів рівняння регресії. В кожному досліді визначають критерії Ki , Qi, і їх суми Оцінки і розраховують . (21)

Мірою розбіжності експериментальних даних з розрахунковою залежністю . Дисперсія величин : . (22)

Параметри всіх дослідів поміщають в таблицю j, яку ранжирують за зростаючими значеннями критеріїв Kj і знаходять окремі середні значення в групах, де номер групи; j номер дослі-да в кожній групі; m число вимірювань в групах. Вибираючи необхідний рівень значимості q і підраховуючи відповідні числа ступенів свободи чисельника і знаменника, визначають критерій Фішера

Адекватність нульової гіпотези перевіряють за умовою , де критичні значення і находять у таблицях розподілення Фішера-Снедекора.

4. Створення методів і технічних засобів для дослідження дна акваторій. Труднощі іспитів грунтів на максимальних глибинах зумовили створення нових методів і технічних засобів, комплексне їх використання і адаптацію до існуючих технологій глибоководних досліджень. Для визначення фізико-механічних характеристик грунтів автором створено ряд пристроїв, установок і приладів, які застосовуються на глибині до 6500 м, а також в суднових і берегових лабораторіях.

Це вісім модифікацій гравітаційних зондів (циліндричної і сферичної форми, тензометричних і споряджених пєзоакселерометрами, з аналоговою і цифровою реєстрацією сигналів) для вимірювання зчеплення, вязкості, несучої здатності, дисипації грунту у природному стані; прилади реєстрації і обробки імпульсів зондів; глибоководні пробовідбірники трубчастого і грейферного типів для вилучення зразків донного грунту; два види суднових геотехнічних модулів для визначення опору руйнуванню, обертальному зрізу, зчеплення, кута внутрішнього тертя, липкості, вивчення літології та інших характеристик донних грунтів; компенсаційна підвіска моделей робочих органів, яка виключає похибки вимірювань при качці судна до 5 6 балів; автоматизований комплекс для дослідження робочих процесів землерийних, будівельних і дорожніх машин; автономні і стаціонарні пристрої і прилади для збору, зберігання, передачі і обробки технологічних параметрів машин.

Як підводні носії апаратури використано глибоководні буксирувані фото- і телевізійні установки і геоакустичні комплекси для дослідження морського дна, фотопробовідбірники та інші заглибні пристрої. За допомогою вказаного обладнання проведено іспити: на натурних підводних грунтах під час науково-виробничих рейсів; в суднових лабораторіях на зразках грунту, вилученого з глибини; в стаціонарних берегових лабораторіях, для чого використано запарафіновані моноліти умовно незруйнованого донного грунту.

Розроблено нові методи, пристрої, засоби вимірювання, які дозволяють в безперервному режимі проводити пошук і розвідку родовищ корисних копалин, оцінювати міцнісні характеристики і опір руйнуванню поверхневого шару грунтів у природному стані, а також одержувати профілі цих характеристик за заданим маршрутом. Це планіруюча установка, яка призначена для маршрутного випробування донних грунтів з заданою дискретністю за часом і відстанню, глибоководні тензометричні зонди, автономний пристрій з цифровою реєстрацією сигналів. Запропоновано метод інтегральної оцінки типу осадків за ехограмами акустичного зондування, метод спектрозонального фотографування морського дна, та відповідне обладнання для розпізнавання корисних копалин, що залягають на донній поверхні, і інтерпретації їх речового складу. Для оцінки експлуатаційних характеристик грунтового фону розроблено буксируваний донний розвідник і глибоководні іскіметри, призначені для використання в системах автоматичного керування підводними грунторозробними машинами.

Методи і технічні засоби розраховано на роботу з борту науково-дослідного судна, яке рухається зі швидкістю 1 3 вузла (0,5 1,5 м/с). Вони дозволяють підвищити продуктивність і знизити трудоємкість дослідження морського дна на максимальних глибинах, забезпечують ефективну експлуатацію машин під водою при дистанційному керуванні. Новизну розроблених методів і технічних засобів для дослідження підводних грунтів і процесів взаємодії з ними механізмів грунторозробних машин підтверджено 15 авторськими свідоцтвами і патентами на винаходи.

5. Експериментальне визначення властивостей і опору руйнуванню підводних грунтів. Експериментальні дослідження підводних грунтів, випробування пристроїв і обладнання для визначення їх характеристик проведено в стаціонарних лабораторіях на зразках донних грунтів, в умовах морських полігонів і з борту науково-дослідних суден під час рейсів в райони майбутнього видобування глибоководних корисних копалин.

Лабораторні експерименти з циліндричним і сферичним інденторами проведено на ударному стенді копрового типу. Використано натурний грунт різної консистенції і вологості та грунт, модельований із суміші річкового піску, молотої глини і веретенного масла. Метрологічні іспити виконано за допомогою приладів фірми Брюль і Кьер (Данія). Як стандартну апаратуру застосовано ротаційний віскозиметр Rheotest-2 (Німеччина) та циліндричні чотирьохлопатеві крильчатки і плоскі штампи, встановлені на геотехнічних модулях. Порівняльні випробування вязкості здійснено за стандартною методикою пристроєм конус-пластина і циліндричним пристроєм віскозиметра, а зчеплення і кута внутрішнього тертя - методом обертального зрізу за ГОСТ 21719-80.

Натурні випробування підводних грунтів проведено на полігонах поблизу м. Лієпая, Керч, Геленджик, Новоросійськ з понтонів і малотонажних суден. Відпрацьовано методику гравітаційного зондування грунтів і визначено фізико-механічні властивості різних типів донних осадків. Проведено біля 1200 випробувань дна мілководних полігонів. Для контролю характеристик підводних грунтів, одержаних у природному стані, вилучали проби умовно незруйнованої структури і досліджували їх в лабораторії стандартними методами. Ці ж зразки грунту використовували для експериментального визначення їх опору на геотехнічних модулях.

Морські дослідження проведено на донних грунтах Балтійського, Чорного морів і Тихого океану. Функціональні можливості розробленої апаратури, пристроїв і обладнання були максимально наближено до існуючої технології морських інженерно-геологічних і геофізичних робіт. Так, реалізовано ідею автора про використання лідируючого вантажу-розвідника при фотопробовідборі на морському дні як датчика міцності грунту. Це дозволило одержувати в кожному місці випробування при дискретній і маршрутній фотозйомці за допомогою буксируваних апаратів одночасно до трьох показників: фотографію морського дна на місці випробування грунту в незруйнованому стані (до моменту вилучення проби); параметри його гравітаційного зондування; зразки донного грунту (при використанні фотоустановок на базі трубчастих або грейферних пробовідбірників) для подальшого їх аналізу на борту судна або в берегових лабораторіях.

Проведені експериментальні дослідження показали адекватність розроблених моделей гравітаційного зондування і опору руйнуванню підводного грунту. На рис.3 показані осцилограми зондування підводних грунтів гравітаційним сферичним зондом, за якими визначено величини їх динамічної структурної вязкості, зчеплення, динамічної міцності, дисипації. Одержано статистичні характеристики фізико-механічних властивостей підводних грунтів, побудовано гістограми їх розподілення. Розрахункові характеристики грунтів, визначені у природному стані, узгоджуються з даними, одержаними стандартними методами в межах 12 % за зчепленням і 15 % за вязкістю при довірчий вірогідності 0,95.

Опір руйнуванню досліджено на різних типах натурних грунтів, включаючи водонасичений техногенний мул, сіру чорноморську глину, глибоководні океанічні осадки (коричневу однорідну і землисту глини та ін.), річковий водонасичений суглинок, пластичну глину. Застосовано план Бокса для чотирьох перемінних і трьох рівнів варіювання В4 . Експериментально встановлено залежність критеріїв, яка для всіх проб підводного грунту має однаковий вигляд: . У відповідності до (19) і (20) сила опору грунту (24)

Для розповсюдженого випадку, коли і (тобто ніж повністю занурено в забій), з урахуванням значень Q і K одержано

Максимальні відхилення розрахункових значень сил опору натурних грунтів не перевищують 20 %, при цьому критерії подібності приймають значення 0,01 < K < 2,4 (0,11 < Q < 2,54). Адекватність розрахункової моделі підтверджена за критерієм Фішера.

Встановлено область застосування критеріальної моделі, яка адекватно описує процес різання підводних вязкопластичних грунтів. Для цього проведено випробування на глибоководних осадках, річкових і озерних мулах, суглинках тощо. Застосовано план Хартлі На6 для шістьох перемінних. Параметри варіювали на трьох рівнях з таким розрахунком, щоб критерії подібності мали максимально можливий розкид (в дослідах досягали значень 0,0002 < K < 120; 0,015 < Q < 81,5). Одержано критеріальну залежність , з урахуванням якої сила опору грунту

Відносні похибки значень в широкому діапазоні змінювання критеріїв подібності 0,1 < K < 13 (0,3 < Q < 10), характерному для різання підводних грунтів, не перевищують 33 %. При процес набуває характеру сухого різання, а при область деформації грунту перед ножем все більше стає зоною текучості.

Безперервність реєстрації параметрів на геотехнічних модулях дозволяла вивчати літологію розрізу, представленого керном, зробити його розтин на шари, що розрізняються за міцністю, виділити ослаблені зони, дослідити дефекти структури грунтів на розтині тощо (рис.4). При обробці черпакових і трубчастих проб на станціях пробовідбору встановлено статистичні вірогідності появлення океанічних осадків в поверхневому шарі і значення параметрів розподілення вологості, густини, зчеплення, вязкості, питомого опору руйнуванню, які є основними у формуванні навантажень на підводну машину. Однак, задача зводилася не тільки до находження значень цих параметрів на станціях, які назначалися звичайно з сіткою 12,512,5; 66; 33 км, але і до встановлення меж розповсюдження певних типів осадків за площею і глибиною, виявленню непрохідних ділянок дна, виходів корінних порід, промивів тобто визначенню області можливого функціонування підводних землерийних систем.

Цій меті слугували комплексні дослідження із залученням методів геоакустичного зондування і фотопрофілювання морського дна. Акустичний профілограф, який буксували на відстані 40 60 м від дна, забезпечував зондування осадків на глибину до 120 м з точністю 1 м, що давало можливість фіксувати характер залягання шарів осадків, морфологію дна і обриси осадочних структур. Встановлені кореляційні звязки між зчепленням, питомим опором і амплітудами відбитих сигналів на ехограмах дозволили розробити метод інтегральної оцінки типу осадків за параметрами акустичного зондування. За допомогою гідролокатора бокового обзору одержували зображення місцевості в плані у вигляді стрічки шириною по 250 м на кожну сторону з точністю 1,5.

Фотографування, проведене на тих же трасах через кожні 15 м, доповнює картину донної поверхні і допомагає розшифрувати зони невідповідності (рифи, каньйони, зсуви, провалля). Запропоновано метод розвідки твердих корисних копалин спектрозональним фотографуванням під водою для визначення речового складу і продуктивності родовища (без підйому зразків на поверхню). Дані геоакустичного зондування і фотопрофілювання дна дозволили скоротити число станцій шляхом призначення пробовідбору не з заданим кроком, а тільки в зонах невідповідності.

Для детального дослідження грунтових масивів за рухом судна розроблено метод маршрутного випробування морського дна за допомогою планіруючої установки, що забезпечує автоматичний підйом і скидання гравітаційного зонда на грунт із встановленою частотою. Запропоновано метод безперервного профілювання грунту буксируваним донним розвідником для визначення профілю морського дна за міцністю в поверхневому шарі і оцінки очікуваних навантажень підводних грунторозробних машин. Він дозволяє оцінити опір руйнуванню грунту робочими органами, несучу здатність, зчеплення, вязкість, липкість грунтів, а також прохідність машини на трасі.

6. Спеціальні грунторозробні машини і взаємодія їх механізмів з середовищем. При розробці і створенні глибоководного комплексу для видобування залізомарганцевих конкрецій (рис.5) досліджували процеси взаємодії робочих органів і механізмів з мулистим грунтом. Оцінювали характеристики переміщення днища буксируваного агрегату на мулі; вплив вібрації машини на тиксотропні грунти з гранульованими вкрапленнями; параметри гідророзмиву донних відкладень. Використано пелітовий мул, доставлений із регіону Кларіон-Кліппертон з глибини біля 6000 м, який мав вологість W = 180 285 % , густину = 1,12 1,34 т/м3, зчеплення 0 = 3,2 5,7 кПа, динамічну структурну вязкість = 0,08 1,2 кПа.с, питомий опір руйнуванню Fп = 2,1 3,7 кПа, несучу здатність в шарі 0,1 м: = 6,4 7,2 кПа.

Характеристики переміщення днища на мулистому грунті визначено за допомогою моделі (1 : 50) буксируваного агрегату збору залізомарганцевих конкрецій. Опір переміщенню F визначено в залежності від міцнісних властивостей грунту, величини тиску днища P і характеру навантаження опорної частини N (співвідношення реакцій в носовій R1 і кормовій R2 частинах), які виникають в процесі видобування. Спостерігалися три характерні процеси: ковзання днища на поверхні грунту; ковзання із зніманням шару грунту; затягування опорної частини в грунт (аварійний режим). Встановлено, що на глибоководних донних мулах коефіцієнти опору переміщенню (K = 0,89 1,9) перевищують відомі значення коефіцієнтів тертя грунту по сталі, в тому числі при наявності водного змащення (рис.6). В опорі переміщенню днища машини присутні додаткові сили, порівнені з опором тертю, які зумовлені процесами пластичної деформації і руйнування підводного грунту, тиксотропними проявленнями осадків та ін. Неврахування цих факторів призводить до заниження оцінок тягових зусиль в системі буксирування глибоководних машин, що може виявитися однією з причин втрати їх на дні.

Для дослідження тиксотропії донних осадків створено вібраційну установку, оснащену мірною ємністю і приладом обертального зрізу. Використано натурні залізомарганцеві конкреції (ЗМК) густиною = 1,22 1,39 т/м3 в сухому стані, діаметром d = 3 5 см, вологістю W = 28 35 % і твердістю за шкалою Мооса T = 2,5 3,0. При динамічному впливі машини міцність глибоководних осадків зменшується в 2,5 3,0 рази у порівнянні до свого первинного значення (рис.7). Найбільша осадка твердих вкраплень спостерігалася при коливаннях робочого органу з частотою 20 Гц і досягала 40 - 70 % відносно свого діаметра. Відновлення властивостей осадків відбувалося через 3 4 доби, причому їх міцність підвищувалася на 15 20 % без змінювання вологості, що зумовлено формуванням більш впорядкованої коагуляційної структури. Змінювання кута схилу поверхні осадків від 0 до 10 на тиксотропні властивості і осідання конкрецій суттєво не впливає. Одержані дані дозволили повніше врахувати специфіку розробки осадочних грунтів і використано в НДПІокеанмаші при розробці глибоководної установки для видобування залізомарганцевих конкрецій.

Параметри гідророзмиву донних осадків з твердими вкрапленнями досліджено в акваторії Ризької затоки; в експериментах використано багатофункціональний самоспливаючий зонд конструкції ВІМС, гравітаційний коробчатий пробовідбірник і портативний прилад різання КІБІ.

Встановлено, що мінімальна ефективна швидкість струменя розмиву = 0,8 м/с, при цьому досягали практично 100 %-ного підбору конкрецій. У зрівняльних випробуваннях способів розробки конкрецієносних відкладень встановлено, що гідравлічні агрегати можуть успішно застосовуватись на осадках із щільністю залягання ЗМК до 0,7 кг/м2 і міцним підстилаючим шаром, однак вони мають низький коефіцієнт корисної дії і відносно високі енерговитрати (рис.8). При більшій концентрації гранульованих копалин ефективніше механічний спосіб розробки, який дозволяє зменшити виймання порожнього (без ЗМК) грунту і підвищити ККД видобувної системи.

Морські полігонні дослідження самохідного агрегату збору проведено в районі м. Керч спільно з СКБ ТМГР (Мурманськ) і НДПІокеанмашем (Дніпропетровськ). Виробничі іспити показали ефективність роботи на слабких донних осадках роторно-гвинтового рушія, лоткового робочого органу і ерліфтної системи піднімання пульпи з конкреціями. Досвід створення і функціональних випробувань агрегату використано в НДІ будівельно-дорожньої і інженерної техніки при розробці ерліфтно-землесосного комплексу для видобування мулів і сапропелів та плавучої установки з буксируваним мулозбирачем для очищення водоймищ від радіоактивних забруднень.

7. Реалізація методів оцінки підводних грунтів і експлуатаційних навантажень машин. Проведені теоретичні і експериментальні дослідження дозволили надати розробленим методам конкретний вигляд, сформулювати основні вимоги щодо оцінки донних масивів і ідентифікації робочих процесів глибоководних грунторозробних машин.

Для розробки спеціальних підводних машин, встановлення області їх застосування і ефективного функціонування на дні необхідна комплексна оцінка підводних грунтів, що включає визначення фізико-механічних властивостей підводного грунту, опору руйнуванню робочими органами, несучої здатності масиву і параметрів рельєфу дна. Експлуатаційний грунтовий фон визначається сукупністю цих величин, які стохастично змінюються в межах розвіданої ділянки дна. Батиметричні профілі показують обриси рельєфу дна в районі проведення робіт, висоту стовпа води над ним і особливості функціонування землерийної системи.

Ці матеріали, доповнені даними про зони непрохідності і батиметрію поверхні дають матеріал для складання карт експлуатаційного грунтового фону. Очікувані зміни властивостей донних осадків на батиметричних профілях характеризують конкретний стан експлуатаційного фону на розроблюваній ділянці і тому повинні включатися в проект проведення підводних видобувних і будівельних робіт.

Ефективне функціонування грунторозробних систем можливо тільки при наявності достатнього числа інженерно-геологічних розрізів на карті експлуатаційного донного фону. Вибору технологічної схеми для розробки ділянки дна повинен передувати аналіз умов експлуатації систем за сукупністю всіх показників на цих розрізах. Такі карти із зазначенням опору грунтів на батиметричних профілях і прохідності агрегату дозволяють вибирати оптимальний курс глибоководної машини та судна забезпечення.

На основі досліджень, виконаних за програмою “Інтерморгео”, республіканськими програмами і тематикою Міністерства освіти України створено, випробувано і впроваджено у виробництво комплекс технічних засобів і методів, які слугують інструментом визначення експлуатаційного донного фону і ідентифікації робочих процесів глибоководних грунторозробних машин.

Впровадження нових методів, пристроїв, установок і обладнання в практику морських робіт дало значний економічний ефект і дозволило розробити комплексну систему оцінки підводних грунтових масивів для їх розробки землерийними машинами. Результати проведених досліджень впроваджено в НДПІокеангеофізиці, Центральній геолого-геофізичній експедиції НВО Південморгеологія, Інженерному центрі “Шторм”, Всесоюзному інституті Мінеральної сировини, ВНДІокеангеологіі. Інженерні методи і рекомендації з проектування підводних грунторозробних машин знайшли застосування в НДПІокеанмаші та НДІ будівельно-дорожньої і інженерної техніки при розробці спеціальних видобувних і очисних машин. Матеріали досліджень використовуються в учбовому процесі КНУБА.

ВИСНОВКИ

1. Вирішено значну науково-технічну проблему скорочення терміну створення і підвищення ефективності використання глибоководних грунторозробних машин для видобувних і очисних робіт на морському дні шляхом забезпечення відповідності параметрів машин реальним умовам експлуатації на глибині до 6500 м. Встановлено закономірності опору руйнуванню глибоководних грунтів землерийною машиною від параметрів робочого процесу, міцнісних властивостей середовища, характеристик динамічного навантаження і геофотопрофілювання підводних трас.

2. Розроблено теорію різання глибоководних грунтів і теорію їх гравітаційного зондування, основні положення яких базуються на динаміці суцільного середовища, методах подібності і математичної статистики. Виявлено, що при взаємодії ріжучого ножа з водонасиченим грунтом гідростатичний тиск призводить до витоку в контактну зону порової води, яка виконує роль змащення на робочому органі, зменшуючи тертя. Відпор рідини зі сторони ножа на внутрішню поверхню стружки врівноважує її стан при високому (до 65 МПа) тиску і обумовлює незалежність від нього опору підводного грунту.

3. Створено нові методи і технічні засоби для дослідження донних масивів і процесів взаємодії з ними робочого обладнання машин, в тому числі глибоководні пробовідбірники, гравітаційні зонди, суднові геотехнічні модулі, автоматизовані стенди, вимірювальні прилади. За допомогою них визначено міцнісні властивості грунтів у природному стані (з відхиленням показників у межах 12 % по зчепленню і 15 % по вязкості при довірчій вірогідності 0,95), опір руйнуванню бульдозерним відвалом (з максимальною похибкою прогнозних моделей 33 %) та інші характеристики.

...