黃雪濤，李玉瓊，董明明，呂唯唯，李加坤

（1.山東交通學(xué)院 汽車工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250357；2.中國(guó)科學(xué)院 力學(xué)研究所，北京 100190；3.北京理工大學(xué) 機(jī)械與車輛學(xué)院，北京 100081）

1 引言

履帶裝備作為一種在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防、現(xiàn)代化建設(shè)、資源開采等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用的現(xiàn)代裝備，必須能夠在壤土、沙漠、雪地、沼澤、灘涂等復(fù)雜的環(huán)境中高效作業(yè)。然而，履帶裝備的越野通過(guò)性研究涉及到復(fù)雜多變的土壤力學(xué)特性、地面-履帶耦合關(guān)系、地形地貌等信息，影響因素多，耦合關(guān)系復(fù)雜，是當(dāng)今車輛地面力學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。Yang 等［1］基于履帶板的土槽實(shí)驗(yàn)，在傳統(tǒng)Bekker 承壓模型的基礎(chǔ)上，研究了沉陷量隨土壤力學(xué)特性參數(shù)、土壤含水率及重復(fù)加載次數(shù)的變化規(guī)律；He 等［2］利用仿真分析和試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法研究了重復(fù)加載工況下黏土土壤的沉陷特性；Olivier 等［3］基于有限元及多體動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)研究了履帶與地面之間的接觸滑移摩擦機(jī)理；Gheshlaghi 等［4］研究了履帶車輛負(fù)載作用下黏性壤土的沉陷特性及應(yīng)力分布規(guī)律；Peiret 等［5］構(gòu)建了車輪-砂石土壤的耦合系統(tǒng)仿真模型，通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證和仿真分析相結(jié)合的方法，提出了一種表征車輛地面耦合作用關(guān)系的理論模型；Wasfy 等［6］研究了近代車輛地面力學(xué)的發(fā)展歷史，分析了車輛-地面耦合關(guān)系的研究方法，并對(duì)今后車輛地面力學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)做出了預(yù)測(cè)；Mason 等［7］進(jìn)行了車輛松軟地面的通過(guò)性試驗(yàn)，提出了基于圓錐指數(shù)法的履帶車輛松軟路面通過(guò)性評(píng)判方法；Choi 等［8］、Gonzalez 等［9］分別研究了車輛的幾何越障能力和車輛的軟土通過(guò)能力，提出了基于地面高程信息及土壤力學(xué)信息的車輛越野通過(guò)性概率分布算法；Mccullough［10］、Wong 等［11］研究了北約參考機(jī)動(dòng)性模型，提出了軍用車輛越野通過(guò)性的評(píng)估方法和關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)下一代北約參考機(jī)動(dòng)性模型的開發(fā)等提出了建議；Nicolini 等［12］構(gòu)建了考慮地面力學(xué)特性的履帶車輛多體動(dòng)力學(xué)仿真模型，分析了履帶車輛的軟地面幾何越障能力；Karpman 等［13］研究了輪式裝備在軟地面上的通過(guò)性，并以土壤沉陷量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析了仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果之間的誤差；Parker 等［14］研究了高機(jī)動(dòng)多用途車輛在硬地面上的牽引力、運(yùn)動(dòng)阻力及滾動(dòng)阻力變化規(guī)律，并以掛鉤牽引力為評(píng)價(jià)指標(biāo)分析了高機(jī)動(dòng)多用途車輛的通過(guò)性；李睿等［15］提出了一種基于軌跡預(yù)測(cè)補(bǔ)償?shù)穆膸к囕v滑動(dòng)參數(shù)實(shí)時(shí)估計(jì)方法，并以滑移滑轉(zhuǎn)率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究了履帶車輛的越野通過(guò)性。綜上所述，國(guó)內(nèi)外的研究學(xué)者主要研究了土壤的動(dòng)態(tài)承載模型及沉陷特性，但對(duì)于超濕黏土壤土的力學(xué)特性研究卻鮮有涉及；對(duì)于裝備通過(guò)性的研究主要集中在幾何越障能力分析及軟土支撐通過(guò)性研究上，既考慮幾何通過(guò)性又考慮軟土支撐通過(guò)性的評(píng)估模型尚未建立。本文考慮到履帶裝備需在沼澤、水田等超濕黏土壤土地面上高效作業(yè)，以超濕黏土壤土地面為研究對(duì)象，研究其土壤力學(xué)特性及地面高程信息的獲取方法，分析履帶裝備在超濕黏土壤土上通過(guò)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，探討履帶裝備地面通過(guò)性的影響因素及其影響規(guī)律，為履帶裝備設(shè)計(jì)研發(fā)提供技術(shù)支撐。

2 超濕黏土壤土力學(xué)特性參數(shù)獲取

為了研究履帶裝備在超濕黏土壤土上的通過(guò)性，需構(gòu)建黏土壤土的力學(xué)特性模型。然而，各地的土壤特性差異性很大，為了研究問(wèn)題的方便，本文選取了某地區(qū)超濕黏土壤土作為研究對(duì)象，并采用實(shí)地采樣的方式進(jìn)行了土壤樣本采集，采集到的黏土壤土樣本如圖1 所示。以土壤的圓錐指數(shù)和含水率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確保實(shí)驗(yàn)室土樣與采樣點(diǎn)土樣的一致性。超濕黏土壤土的承壓特性選用Bekker 承壓模型來(lái)描述，即：

圖1 采集的黏土壤土樣本Fig.1 Collected sample of clay soil

其中：p為作用在單位面積上的壓力，z為載荷作用下超濕黏土壤土的沉陷量，b為圓形壓板的半徑，n為變形指數(shù)，kc為黏聚模量，kφ為摩擦模量。

采用威邦儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)的WBE-9809 高精度電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行了8 次黏土壤土的室內(nèi)壓板試驗(yàn)，壓板分別采用半徑為70 mm和90 mm 的圓形壓板，加載速率取50 mm/min，施加的垂直載荷分別為1 900 N（半徑為90 mm壓板）和1 200 N（半徑為70 mm 壓板），通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，得到土壤樣本的承壓特性參數(shù)如表1 所示。

表1 黏土壤土樣本的承壓特性參數(shù)Tab.1 Bearing characteristic parameters of clay soil samples

黏土壤土的抗剪強(qiáng)度采用莫爾-庫(kù)倫強(qiáng)度理論來(lái)描述，即：

其中：τmax為最大抗剪強(qiáng)度，c為內(nèi)聚力，p為作用在土壤單位支撐面積上的垂直壓力，φ為內(nèi)摩擦角。本文采用南京寧曦土壤儀器有限公司生產(chǎn)的ZJ 型應(yīng)變控制式直剪儀進(jìn)行了16 次土壤樣本的直剪實(shí)驗(yàn)，施加的垂直應(yīng)力分別為25 kPa、50 kPa、75 kPa、100 kPa，當(dāng)樣品達(dá)到平衡狀態(tài)后以2.4 mm/min 的剪切速率開始直剪實(shí)驗(yàn)，以剪應(yīng)力τ為縱坐標(biāo)，以剪位移j為橫坐標(biāo)，繪制土壤樣本的剪切應(yīng)力-剪位移關(guān)系曲線，如圖2所示。

圖2 黏土壤土剪切應(yīng)力-剪位移關(guān)系曲線Fig.2 Shear stress-displacement relation curve of clay soil

取超濕黏土壤土剪切應(yīng)力-剪位移曲線上的峰值點(diǎn)作為抗剪強(qiáng)度，得到不同垂直壓力下超濕黏土壤土的抗剪強(qiáng)度如表2 所示，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，利用摩爾-庫(kù)倫定律計(jì)算得到超濕黏土壤土的內(nèi)聚力c=9.69 kPa 及內(nèi)摩擦角φ=31.33°。

表2 不同垂直壓力下黏土壤土的抗剪強(qiáng)度Tab.2 Shear strength of clay soil under different vertical pressures

3 超濕黏土壤土地面高程信息采集

為了研究履帶裝備在超濕黏土壤土地面上的通過(guò)性，除了需分析土壤的力學(xué)特性外，還要對(duì)地面不平度信息進(jìn)行采集。根據(jù)待測(cè)超濕黏土壤土地面試驗(yàn)條件，選用丹麥Green Wood Profilograph 非接觸式動(dòng)態(tài)縱斷面測(cè)試儀進(jìn)行超濕黏土壤土地面的不平度測(cè)試，得到地面不平度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如圖3 所示。

圖3 黏土壤土地面不平度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)Fig.3 Road roughness measured data of clay soil

然而，由于履帶裝備多是在田野、耕地、雪地、沙漠、沼澤等越野工況下工作，地面工況復(fù)雜且無(wú)固定的規(guī)律可循，在此前提下，單個(gè)路面的不平度信息對(duì)于履帶裝備整體通過(guò)性研究的意義不大。本文基于概率分布理論，采用地面不平度功率譜密度函數(shù)來(lái)構(gòu)建超濕黏土壤土的地面高程信息。將測(cè)量得到的地面不平度數(shù)據(jù)經(jīng)傅里葉變換得到超濕黏土壤土地面不平度的功率譜密度函數(shù)，并按指數(shù)函數(shù)擬合，得到黏土壤土地面的不平度功率譜密度擬合結(jié)果如表3 所示。

表3 超濕黏土壤土地面不平度功率譜密度的擬合結(jié)果Tab.3 Power spectral density simulation results of ground roughness of clay soil

根據(jù)超濕黏土壤土地面的功率譜密度，將超濕黏土壤土按地面不平度劃分為7 個(gè)等級(jí)，各級(jí)地面的Gq(n0)及W如表4 所示。

表4 超濕黏土壤土各級(jí)地面功率譜密度Tab.4 Power spectral density of all levels ground roughness of clay soil

由表4 可知，隨著地面等級(jí)由A 到G 逐級(jí)提高，參考空間頻率n0的地面譜值Gq(n0)逐漸變大，即地面不平度的高程差逐漸變大，地面變得崎嶇不平。

4 履帶裝備黏土地面通過(guò)性評(píng)價(jià)

履帶裝備的通過(guò)性也稱履帶裝備的越野性，指的是履帶裝備通過(guò)各種地面和地形的能力。目前，履帶裝備越野通過(guò)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括圓錐指數(shù)、平均最大接地壓力、負(fù)重輪沉陷量、掛鉤牽引力等［10-11］。其中，圓錐指數(shù)法屬于經(jīng)驗(yàn)型公式，其判定方法快速簡(jiǎn)便但可靠性不高；平均最大接地壓力法未考慮土壤的力學(xué)特性及履帶與地面的復(fù)雜耦合關(guān)系，精確度不高；掛鉤牽引力評(píng)價(jià)方法屬于半經(jīng)驗(yàn)方法，考慮了履帶裝備的結(jié)構(gòu)參數(shù)及履刺的影響，具有一定的準(zhǔn)確度，但未能考慮履帶張緊力及履帶環(huán)對(duì)地面的包絡(luò)效果，仍有一定的局限性；負(fù)重輪沉陷量判定方法借助于動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)，綜合考慮了履帶裝備的結(jié)構(gòu)參數(shù)、地面地貌、土壤力學(xué)特性參數(shù)及履帶與地面之間復(fù)雜的耦合關(guān)系，是現(xiàn)階段較為精確的方法。故本文以負(fù)重輪沉陷量作為裝備通過(guò)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

以某履帶裝備為研究對(duì)象，其結(jié)構(gòu)參數(shù)如表5 所示，整車離地間隙為450 mm，采用Bekker 承壓模型及Janosi 剪切模型作為土壤承載模型，根據(jù)土壤力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果及黏土壤土地面不平度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，借助于動(dòng)力學(xué)仿真分析平臺(tái)Recurdyn，構(gòu)建的履帶裝備在超濕黏土壤土地面上的通過(guò)性仿真模型如圖4 所示。

表5 履帶裝備結(jié)構(gòu)參數(shù)Tab.5 Structural parameters of track equipment

圖4 履帶裝備通過(guò)性模型Fig.4 Trafficability model of track equipment

為了研究履帶裝備在超濕黏土壤土地面上的通過(guò)性，基于構(gòu)建的履帶裝備仿真模型，以負(fù)重輪沉陷量為研究對(duì)象，研究履帶裝備以5 km/h的速度在超濕黏土壤土地面上行駛時(shí)的動(dòng)態(tài)特性，得到履帶裝備各負(fù)重輪沉陷量隨時(shí)間變化的曲線如圖5 所示。履帶裝備各負(fù)重輪沉陷量的均值、方差及最大值如圖6 所示。

圖5 履帶裝備各負(fù)重輪沉陷量Fig.5 Sinkages of each track equipment load wheels

圖6 各負(fù)重輪沉陷量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)Fig.6 Sinkages statistical data of each load wheels

由圖5 和圖6 的分析可知，履帶裝備在超濕黏土地面上行駛時(shí)，各負(fù)重輪沉陷量均值并不相同，其中，第一負(fù)重輪沉陷量的均值最大，為41.48 mm；第二至第六負(fù)重輪沉陷量的均值依次減小，分別為38.82 mm、37.71 mm、37.18 mm、36.53 mm 及36.21 mm，這主要是由于履帶的鋪路效應(yīng)及弦效應(yīng)造成的。各負(fù)重輪沉陷量的最大值也有明顯變化，其中，第一負(fù)重輪最大，為315.01 mm；第四負(fù)重輪最小，為139.26 mm。由于該履帶裝備的離地間隙為450 mm，大于負(fù)重輪最大沉陷量，故以負(fù)重輪的沉陷量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，該履帶裝備能通過(guò)該超濕黏土壤土地面。

5 履帶裝備通過(guò)性影響因素分析

履帶裝備在軟地面上高速行駛時(shí)，履刺在土壤中嵌入彈出，土壤歷經(jīng)沉陷、剪切、滑移、破壞等過(guò)程，且履帶與地面之間存在著復(fù)雜的耦合作用關(guān)系，履帶裝備的行駛速度、履帶張緊力、地面高程信息、土壤力學(xué)特性參數(shù)等因素都對(duì)履帶裝備的軟土通過(guò)性產(chǎn)生較大的影響。研究履帶裝備地面通過(guò)性的影響因素，分析各因素對(duì)履帶裝備通過(guò)性的影響規(guī)律，可為履帶裝備的設(shè)計(jì)研發(fā)及優(yōu)化升級(jí)提供理論基礎(chǔ)及技術(shù)支撐。

5.1 履帶裝備行駛速度

為了研究行駛速度對(duì)履帶裝備在超濕黏土壤土地面上通過(guò)性的影響規(guī)律，以第一負(fù)重輪的沉陷量為研究對(duì)象，分析履帶裝備分別以5 km/h、10 km/h、15 km/h、20 km/h 的速度在超濕黏土壤土地面上行駛時(shí)負(fù)重輪沉陷量的變化規(guī)律，得到不同行駛速度下第一負(fù)重輪的沉陷量如圖7 所示。

圖7 不同行駛速度下第一負(fù)重輪的沉陷量Fig.7 Sinkages of the first load wheel with different speeds

履帶裝備在不同行駛速度下第一負(fù)重輪沉陷量的均值、方差及最大值如圖8 所示。

圖8 不同行駛速度下第一負(fù)重輪沉陷量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)Fig.8 Sinkages statistical data of the first load wheel under different speeds

以履帶裝備的行駛速度為橫坐標(biāo)，以履帶裝備第一負(fù)重輪的沉陷量最大值為縱坐標(biāo)，得到第一負(fù)重輪沉陷量最大值隨行駛速度的變化趨勢(shì)如圖9 所示。

圖9 第一負(fù)重輪沉陷量最大值隨行駛速度的變化趨勢(shì)Fig.9 Maximum sinkages variation rules of the first load wheel with driving speeds

由上面的分析可知，履帶裝備以不同的速度在超濕黏土壤土地面上行駛時(shí)，負(fù)重輪的沉陷量隨行駛速度變化而發(fā)生明顯的變化。當(dāng)履帶裝備的行駛速度由5 km/h 逐漸提高到20 km/h 時(shí)，負(fù)重輪沉陷量的均值由41.48 mm 逐漸增加到50.67 mm，即負(fù)重輪沉陷量的均值隨行駛速度的提高而增加，這主要是由于隨著履帶裝備行駛速度的提高，履帶裝備對(duì)地面的沖擊作用增加，故負(fù)重輪沉陷量的均值隨行駛速度的增加而增加；負(fù)重輪沉陷量的最大值由315.01 mm 逐漸減小到202.77 mm，即負(fù)重輪沉陷量的最大值隨行駛速度的提高而減小，這主要是由于隨著行駛速度的提高，雖然履帶裝備對(duì)地面的沖擊作用增加，但同時(shí)由于履帶的鋪路效應(yīng)及沉陷的速度效應(yīng)，使負(fù)重輪在未達(dá)到最大沉陷量之前，履帶裝備已通過(guò)該區(qū)域，故負(fù)重輪沉陷量的最大值隨行駛速度的增加而減小。由于履帶裝備在超濕黏土壤土地面上的通過(guò)性取決于負(fù)重輪的最大沉陷量，故隨著行駛速度的提高，履帶裝備在超濕黏土壤土地面上的通過(guò)性提高。

5.2 履帶張緊力

為了研究履帶張緊力對(duì)履帶裝備在超濕黏土壤土地面上通過(guò)性的影響規(guī)律，以履帶裝備第一負(fù)重輪的沉陷量為研究對(duì)象，分析履帶裝備以10 km/h 的速度在超濕黏土壤土地面上行駛時(shí)，履帶預(yù)張緊力分別為5 000 N、6 000 N、7 000 N、8 000 N、9 000 N、10 000 N 時(shí)負(fù)重輪沉陷量的變化規(guī)律，得到不同預(yù)張緊力作用下履帶裝備第一負(fù)重輪的沉陷量如圖10 所示。

圖10 不同預(yù)張緊力下第一負(fù)重輪的沉陷量Fig.10 Sinkages of the first load wheel with different pretension

履帶裝備在不同預(yù)張緊力下第一負(fù)重輪沉陷量的均值、方差及最大值如表6 所示。

表6 不同預(yù)張緊力下第一負(fù)重輪沉陷量數(shù)據(jù)Tab.6 Sinkages data of the first load wheel under different pretensions

以履帶預(yù)張緊力為橫坐標(biāo)，以第一負(fù)重輪的沉陷量最大值為縱坐標(biāo)，得到履帶裝備負(fù)重輪沉陷量最大值隨履帶預(yù)張緊力的變化趨勢(shì)如圖11所示。

圖11 沉陷量最大值隨預(yù)張緊力的變化趨勢(shì)Fig.11 Maximum sinkages variation rules with pretensions

由上面的分析可知，當(dāng)履帶裝備的預(yù)張緊力分別為5 000 N、6 000 N、7 000 N、8 000 N、9 000 N、10 000 N 時(shí)，履帶裝備的負(fù)重輪沉陷量隨之變化，其中負(fù)重輪沉陷量的均值由預(yù)張緊力為5 000 N 時(shí)的43.49 mm 逐漸減小到預(yù)張緊力為10 000 N 時(shí)的42.47 mm，即負(fù)重輪均值隨著履帶預(yù)張緊力的增加而減小；負(fù)重輪沉陷量最大值也由223.70 mm 逐漸降為209.62 mm，且隨著預(yù)張緊力的變大，負(fù)重輪沉陷量最大值變小的趨勢(shì)減弱，這主要是由于履帶的鋪路作用造成的，履帶的預(yù)張緊力越大，履帶在規(guī)定載荷下的變形能力越弱，即履帶預(yù)張緊力越大，履帶的扭轉(zhuǎn)剛度越大，負(fù)重輪的沉陷量也就越小，而當(dāng)履帶預(yù)張緊力達(dá)到一定數(shù)值后，在規(guī)定載荷作用下履帶的彎曲變形量會(huì)逐漸趨向于一定值，即負(fù)重輪沉陷量增加的趨勢(shì)不明顯。故履帶裝備在超濕黏土壤土地面上的通過(guò)性隨著履帶預(yù)張緊力的增大而提高。

5.3 地面高程信息變化

為了研究地面高程信息變化對(duì)履帶裝備在超濕黏土壤土地面上通過(guò)性的影響規(guī)律，以履帶裝備第一負(fù)重輪的沉陷量為研究對(duì)象，分析履帶裝備以10 km/h 的速度在不同地面等級(jí)的超濕黏土壤土地面上行駛時(shí)負(fù)重輪沉陷量的變化規(guī)律，得到履帶裝備在不同等級(jí)超濕黏土壤土地面上行駛時(shí)第一負(fù)重輪沉陷量的變化情況如圖12 所示。

圖12 不同地面等級(jí)下的沉陷量Fig.12 Sinkages with different ground level

履帶裝備通過(guò)不同等級(jí)的超濕黏土壤土地面時(shí)第一負(fù)重輪沉陷量的均值、方差及最大值如表7 所示。

表7 第一負(fù)重輪通過(guò)不同等級(jí)地面時(shí)沉陷量Tab.7 Sinkages of the first load wheel passing through different ground

隨著地面等級(jí)由A 級(jí)向E 級(jí)逐級(jí)提高，超濕黏土壤土的地面不平度高程差逐漸增加，履帶裝備第一負(fù)重輪沉陷量的均值由30.16 mm 逐漸增加到55.78 mm，其最大值也由A 級(jí)地面的57.86 mm 逐漸增加到E 級(jí)地面的286.34 mm，負(fù)重輪沉陷量的最大值隨地面等級(jí)的提高而逐漸增大，即履帶裝備超濕黏土壤土地面通過(guò)性隨地面等級(jí)提高而降低。

5.4 土壤力學(xué)特性參數(shù)

為了研究土壤力學(xué)特性參數(shù)對(duì)履帶裝備在超濕黏土壤土地面上通過(guò)性的影響規(guī)律，以履帶裝備第一負(fù)重輪的沉陷量為研究對(duì)象，分析履帶裝備以10 km/h 的速度在黏聚模量分別為3.15×10-4N/mmn+1、6.30×10-4N/mmn+1、1.26×10-3N/mmn+1、2.52×10-3N/mmn+1的超濕黏土壤土地面行駛時(shí)負(fù)重輪沉陷量的變化規(guī)律，得到履帶裝備在不同土壤力學(xué)特性的超濕黏土壤土上行駛時(shí)第一負(fù)重輪沉陷量的變化情況如圖13 所示。

圖13 不同黏聚模量下第一負(fù)重輪的沉陷量Fig.13 Sinkages of the first load wheel under different cohesive modulus

履帶裝備在不同黏聚模量的超濕黏土壤土地面上行駛時(shí)，第一負(fù)重輪沉陷量的均值、方差及最大值如表8 所示。

表8 不同黏聚模量土壤第一負(fù)重輪沉陷量Tab.8 Sinkages of the first load wheel under different cohesive modulus

以超濕黏土壤土的黏聚模量為橫坐標(biāo)，以履帶裝備第一負(fù)重輪的沉陷量最大值為縱坐標(biāo)，得到履帶裝備負(fù)重輪沉陷量最大值隨土壤黏聚模量的變化趨勢(shì)如圖14 所示。

圖14 第一負(fù)重輪沉陷量最大值隨黏聚模量的變化趨勢(shì)Fig.14 Maximum sinkages variation rules of the first load wheel with cohesive modulus

由表8 及圖14 可知，當(dāng)履帶裝備行駛在不同力學(xué)特性的超濕黏土壤土地面上時(shí)，負(fù)重輪沉陷量的均值和最大值均隨著土壤黏聚模量的變化而變化。負(fù)重輪沉陷量的均值隨土壤黏聚模量的增大而減小，即由黏聚模量為3.15×10-4N/mmn+1黏土地面的43.49 mm 逐漸減小到2.52×10-3N/mmn+1黏土地面的42.09 mm；負(fù)重輪沉陷量的最大值也隨著土壤黏聚模量的增大而減小，即由黏聚模量為3.15×10-4N/mmn+1黏土地面的 223.70 mm 逐漸減小到 2.52×10-3N/mmn+1黏土地面的211.29 mm，且隨著土壤黏聚模量的增大，負(fù)重輪沉陷量最大值降幅逐漸變小，即隨著土壤黏聚模量的持續(xù)增加，負(fù)重輪沉陷量最大值變小的趨勢(shì)變緩。由于履帶裝備的軟土通過(guò)性取決于負(fù)重輪沉陷量最大值，故履帶裝備在超濕黏土壤土地面上的通過(guò)性隨土壤黏聚模量增大而提高。

6 結(jié)論

本文研究了履帶裝備在超濕黏土壤土地面通過(guò)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)及影響因素，基于超濕黏土壤土的力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)及地面高程信息，構(gòu)建了履帶裝備超濕黏土壤土地面通過(guò)性的仿真模型，并以履帶裝備的負(fù)重輪沉陷量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析了履帶裝備在超濕黏土壤土地面上的通過(guò)性，探討了履帶裝備通過(guò)性的影響因素，并得出了如下結(jié)論：

（1）隨著履帶裝備行駛速度的提高，負(fù)重輪沉陷量的最大值由5 km/h 時(shí)的315.01 mm 逐漸減小到20 km/h 時(shí)的202.77 mm，負(fù)重輪沉陷量的最大值隨行駛速度的提高而逐漸減小，即履帶裝備在超濕黏土壤土地面上的通過(guò)性隨行駛速度的提高而增強(qiáng)。

（2）隨著履帶預(yù)張緊力的提高，負(fù)重輪沉陷量的最大值由預(yù)張緊力為5 000 N 時(shí)的223.70 mm 逐漸減小到預(yù)張緊力為10 000 N 時(shí)的209.62 mm，即履帶裝備在超濕黏土壤土地面上的通過(guò)性隨履帶張緊力的提高而增強(qiáng)。

（3）隨著地面等級(jí)的提高，負(fù)重輪沉陷量的最大值由A 級(jí)地面的57.86 mm 逐漸增加到E 級(jí)地面的286.34 mm，即履帶裝備在超濕黏土壤土地面上的通過(guò)性隨地面等級(jí)的提高而降低。

（4）隨著土壤黏聚模量的提高，負(fù)重輪沉陷量的最大值由黏聚模量為3.15×10-4N/mmn+1超濕黏土地面的223.70 mm 逐漸減小到2.52×10-3N/mmn+1超濕黏土地面的211.29 mm，即履帶裝備在超濕黏土壤土地面上的通過(guò)性隨土壤黏聚模量的增大而增強(qiáng)。