Dredging Processes  7  Clay cutting 2
Oké, laatste week waren we bijna gegaan met de kleekutting. En we eindden, ik denk, met deze slijt. En we hadden één equaties voor de strukte effect van kleen, de strukte effect van de cohesie. Waar, specifiek, dit was een constant. En hier heb je de strukte rate of de deformatie rate van de kleen. In fact, in de lecture notes, ik gebruik een equaties waar ik die strukte rate transformeerde in de strukte velociteit. Dus je kunt gewoon de strukte velociteit installeren. En daarom calculeren we de strukte effect. Dan iets belangrijk voor kleen. De cohesie is ongeveer 6 keer de spt-value. Je kunt dat in veel soil-mechanische boeken vinden. Dus als je over soft-kleen naar hardkleen, hebben ze een range met spt-value voor iedere categorie. En dan kun je zien dat het ongeveer 6 keer de spt-value is. Maar omdat de strukte effect een effect heeft van ongeveer 2. Het moet niet precies 2 zijn, maar ongeveer 2 zijn. Voor ons, de cohesie die we gebruiken is 12 keer de spt-value. Of 2 keer de cohesie, de strukte-strukte, je krijgt uit een laboratie. Dus je kunt ook de strukte-strukte uit een laboratie test krijgen. Je multiplieert het met de spt-value 2. En dat is wat je kunt gebruiken in de strukte-strukte. Als je alles weet, dan kun je natuurlijk deze equatie gebruiken om de exacte spt-value te ontdekken, maar omdat het een logaritam is. Als we bijvoorbeeld de strukte-strukte velocities hebben, om 6 meter per seconde voor een normaal strukte-strukte. En je wilt zien de verschil tussen 6 meter per seconde en 7 meter per seconde. Dan omdat van deze logaritmische vorm, er is niet veel verschil tussen 6 meter per seconde en 7 meter per seconde. Dus dat is waarom we zeggen in de rand waar we normaal operatie zijn. Laten we zeggen, 4 tot 10 meter per seconde in ieder geval. Dit facteur zou van 1.8 tot 2.1 kunnen gaan, of iets zoals dat. Ja, dus ongeveer 2. Ehm, specifieke energie weer. 4x velociteit is strukte-strukte. En laagstrukte-strukte, de width van de strukte-strukte, de strukte-strukte, is de productie. Dus specifieke energie was geëind als de kuttingstrukte geëind door de productie. De dimension die ik vaak gebruik is eerst kpa in klei en zand, of mpa in rok. Maar ik heb ook gezien dat we nu bezig zijn met de minere dieptie.  En daar moeten ze zo'n kalkulatie doen om de gevoeligheid voor hyperbaric roketting te ontdekken. En ik zag veel studenten gebruiken megajoule per cubic meter, die is precies dezelfde als mpa. Ja, als je op de dimensies kijkt. Dus megajoule is meganeutonmeter. Meganeutonmeter, divide by cubic meter, is meganeuton per square meter, which is megapascal. Ja, dus het is niet moeilijk met welke dimension je gebruikt. Ik gebruik megapascal, want het geeft je het gevoel. Pascal is pressie. Het geeft je het gevoel van hoe hard ik moet pushen tegen de materiaal om het te ontdekken. Maar officieel is het energie per cubic meter. Nou, dit was de equatie waar we uit de voorschrijving deden, waar je de schijns en de co-schijns hebt. Dus beta was de schierengel, alpha was de bladengel. Normaal in Dredging hebben we alpha 50 tot 60 graden, mostly something like 55 degrees. En beta in clay, ik heb je een graf gevoel voor veel verschillende cases, maar als je normaal clay, wat is normaal clay, let's say up to 50 kPa, which is the relatively soft clay. In that case you also have a high adhesion. And then the beta would be 30 to 35 degrees roughly. It depends on the exact situation, but somewhere between 30 to 35 degrees. If I would have very hard clay with no adhesion at all, then the beta could increase to 40, 50 degrees, also depending on the situation. The kA was the ratio between the adhesive force and the cohesive force. So it gives you a feeling of how much cohesion do I have. If I don't have cohesion at all, kA is zero. But the kA, because it's not the ratio between the stresses, it's the strength, it's the ratio between the forces, because of that kA could be higher than one, bigger than one. If you have a very long blade with a lot of adhesion and a very thin slice you are cutting, then the cohesive force is small and the adhesive force is big. And in such a case the kA could have a value bigger than one. And here you see the 12 SPT, so basically that's just the cohesive strength, the shear strength of the material. So this is how to determine the specific energy. Then we had some graphs for specific energy. Here you see the kA values.  I think in the lecture notes I used the R for this ratio, but basically it's exactly the same. So you can see this is a clay with low adhesion, this is a clay with very high adhesion. En dan, of course, the higher the adhesion, the higher the specific energy. This is a production graph. I made it logarithmic, because for clay you get nice straight lines if you make it logarithmic. Production per 100 kilowatts, so it's the equation from the previous page slide, but just reversed. So if I have 100 kilowatts, I know the SPT value, en hier kan ik de productie in cubic meters per uur rekenen. En ik heb die graafs voor een 30-degree blaad gemaakt. Hier heb je 45 specifieke energie en productie, en 60 degrees, ook de specifieke energie en de productie. Ja, dus met die graafs, je moet niet even de equations gebruiken, je kunt gewoon rekenen waar je bent. Ja. Dan gaan we naar, en dat zijn de dingen die ik nog had te ontdekken, we gaan naar de taartijp. En nu, de vraag is, in de taartijp in clay, en dat zou anders kunnen zijn van rok, maar in de taartijp in clay, je krijgt altijd een tensile kraak die een beetje naar beneden gaat. Waarom is dat? Wel, gelijk op de theorie hier, we zouden een schaarplane hebben. Als je een schaarplane hebt, dan weet je, op de schaarplane is de materiaal op schaar gevolgd, die is de top van de moorserkel. Als de materiaal op schaarplane is gevolgd, dat betekent dat de hoogste normaal stress is waarschijnlijk op de negatieve schaarplane, ik zal je in de volgende slide laten zien, maar het is 90 graden van de top. Dus als het door schaarplane gaat, op de top van de moorserkel, dan de principale stress, de kleinste principale stress, is onder 90 graden in de moorserkel, die is 45 graden in realiteit. Dat betekent dat dit angle, dus het angle tussen deze schaarplane en de tensaalkraak is 45 graden.  Je kunt gewoon kijken naar de moorserkel, maar als je een materiaal met een paar internaal friksen zou hebben, in kluis, normaal zouden we het kluis niet hebben internaal friksen als je kut, want het is een ondraind situatie, maar je kunt een gemissoil hebben, dus kluis met een paar centen in het, in dat geval zou het internaal friksen zijn, en dan zou dit angle niet 45 graden zijn, omdat dat betekent dat de top van de geluidpunt op de moorserkel is niet exact op de top van de moorserkel meer. Dus in dat geval zou het angle waarschijnlijk kleiner zijn. Wat lijkt het dan? En hoe doen we het met het? Hier heb je een moorserkel, en wat hebben we in deze foto? Eerst hier, deze red dotted line is de scherenstrengte van de kluis, en deze red dotted line is de tensaalkraak van de materiaal. De reale kruis heeft niet zo'n rectangulair lijk als ik het hier heb gedaan, het zou een smooth kruis kunnen gaan van dit punt in een kruis naar de failure lijn, maar heel vaak weet je niet exact wat de kruis in dit gebouw lijkt, dus dat is waarom ik het gewoon rectangulair maakte, want de enige wat ik interesseerde in is de top van de scherenstrengte, en hier de verticale van de tensaalkraak, en ik ben niet echt interesseerd in wat er in between gebeurt. Nu, based op de kuttingtheorie, kunnen we de normaal stres, of eerst je begint met de normaal stres in de scherenplein, en als je de normaal stres in de scherenplein uit de scherenplein gaat, dan heb je de normaal stres. Sinds het de scherenplein is, dus we betekenen dat is waar de materiaal door scheren te vervallen, het betekent dat de failure in dit punt zou zijn, de top van de scherenstrengte. Dat betekent dat de origine van de scherenstrengte is de normaal stres op de scherenplein, want op dat scherenplein heb je een combinatie van normaal stres en scherenstrengte. Dus op de scherenplein is dit de scherenstrengte en dit is de normaal stres. En dan, als je die twee dingen weet, kun je de hele scheren draaien. In dit geval kun je zien dat de scherenstrengte op de negatieve scherenstrengte beyond de scherenstrengte is.  Dus als ik op dit punt zou kijken, ja, de scherenstrengte in dit punt is veel minder dan de scherenstrengte hierover. Dat betekent dat ik de scherenstrengte zal krijgen. Dus als je zo'n kase hebt, dan krijg je scherenstrengte, omdat je meer scherenstrengte exet met de scherenstrengte van de scherenstrengte. Hoe om dat te zetten, want, je weet, het is leuk om te weten, oh, we hebben scherenstrengte, oké, heel leuk. Maar ook in het geval van scherenstrengte, ik wil de scherenstrengte kunnen beperken. Ja, omdat ik nog steeds scherenstrengte en ik nog steeds wil beperken de scherenstrengte. Dus wat doe ik? En je kunt dat doen met verschillende meten. Ik heb gewoon een meten gekregen. Wat doe ik? Ik reduct de normale stress op de scherenstrengte, dus de origine van de scherenstrengte. Ik maak het kleiner en kleiner. In feite maak ik de radius van de scherenstrengte kleiner, totdat de scherenstrengte alleen de scherenstrengte speelt. Dat betekent dat de hele scherenstrengte reduct, reduct totdat het de scherenstrengte speelt. Nou, dat is deze scherenstrengte, de scherenstrengte ook. Dat betekent dat ik een veel minder normale stress heb, want de normale stress is beperkt met het moment waar ik de scherenstrengte krijg. Als ik die scherenstrengte krijg, kan de normale stress op de scherenstrengte niet meer groter worden. Het enige wat zal gebeuren als ik de scherenstrengte continu op de scherenstrengte is, is dat mijn scherenstrengte in de scherenstrengte zal increasesen. Ja, dus dit zou de scherenstrengte zijn dat ik de scherenstrengte krijg. Het stuurt gewoon de scherenstrengte hier. Nou, als ik deze scherenstrengte kan calculeren en de scherenstrengte is in de scherenstrengte, als ik deze scherenstrengte kan beperken, dan kan de scherenstrengte op de scherenstrengte zijn. Nou, want in beide cases, tussen dit punt en dit punt, je hebt 90 graden, ook hier tussen dit punt en dit punt, je hebt 90 graden. Dus de aanglissing staat 45 graden tussen de scherenstrengte en de scherenstrengte. En deze manier kan ik de scherenstrengte op de scherenstrengte beperken. En als ik die scherenstrengte kan beperken, kan ik dezelfde scherenstrengte gebruiken als met de flowtype om de totale scherenstrengte te beperken. Dus dit is een manier om te beperken hoe ik de scherenstrengte in de scherenstrengte kan beperken zodat het tensaal schijt en dat is wat ik gebruik om de scherenstrengte te beperken.  Ja, dus dit is de manier om dat te doen. Dan, als je op een specifieke energie kijkt, want de vorige graven van specifieke energie die ik showed, je bent allemaal voor de flowtype. Dus ze zijn allemaal voor de keuze waar je niet echt tensaal schijt. Als ik tensaal schijt heb en ik werk met dit reducte scherenstrengte, kan ik ook de scherenstrengte beperken en dat is wat ik hier doe. Je krijgt ook de keuze waar als ik een heel thin laad heb, ik heb veel meer adhesie. Dus een thin laad zou een hoogere specifieke energie hebben dan een heel thin laad. En dat is wat je in deze foto kunt zien. Dan hebben we de curling type. En de curling type is wat we hebben. Als je een thin laad hebt van kleed met veel adhesie. Dus de normaal stres in de scherenrein is niet sterk genoeg om de materiaal helemaal over de blaad te pushen. Want de adhesievoers is te groot. In dat geval begint de curling of het begint te lopen of te lukken. Maar de materiaal zal nooit allemaal over de blaad flowen. Ja, omdat de voers niet sterk genoeg zijn. In dat geval, wat doen we? Nou, we nemen de moment-equation. En we zeggen, oké, in de scherenrein, we weten de cohesieve stres. En based op de cohesieve stres weten we de normaal stres. Ja, we weten dat. Dus deze normaal stres kan ik calculeren van de normaal scherenrein. Ik denk dat het op 50% van de scherenrein is. Dus ik kan de momenten op basis van die stres bevinden. Hier hebben we het probleem dat we niet weten over welke disteens de kleed in contact met de blaad is. We weten niet dat. En we willen weten wat dat disteens is. Want dan kunnen we de voers weer calculeren. Maar we weten ook hoe het begint te starten curling. Dus, je kunt zeggen, oké, we weten een stres N2. En deze stres N2, de normaal stres, is een functie. Het is gelaten op de cohesieve stres. Ook op de scheren stres, de cohesieve stres, maar ook op de cohesieve stres. Nou, de cohesieve stres is proportionele op de lengte van de blaad. Dus wat doe ik doen? Ik kreeg een equatie met de aardige stres als een functie van de lengte van de blaad. 