土方工程机械（如推土机、装载机、挖掘机、铲运机、螺旋钻孔机等）都是依靠工作装置进行切土，对于这些土方工程机械，目前关键的问题就是研究机械的工作装置和走行装置与土壤的相互作用关系。为了确定各种工作装置的结构形状、尺寸与土性质之间的关系，减少铲装土的动力消耗，提高生产率以及为了计算土的切削或铲装阻力、确定工作装置和机器相关部件的设计载荷，需要研究土的切削理论。
土方工程机械的共同特点是其切削部分都具有楔形，如图 1.6 所示。图中，切土深度为h，切削刃宽度为b，γ 为前角，δ 为切削角，α 为后角，β 为楔角，δ=β+α。最佳切削角δ=20°~30°。δ 小时，切削阻力小；随着δ 增大，切削阻力增大。当δ 达到 60° 左右时，切削阻力达最大值；δ > 60°后切削阻力增大不明显。但是δ 角过小，切削刀变薄，强度不足，且磨损快。
为了减少切削刃与土之间的摩擦，后角α 不能小于 7°，一般应保证α=7° ~10°。为保证切削刃有足够的强度，β 应大于25°，所以δ 角通常介于 20°～30°。
从土壤切削实验结果可知，土壤的切削形式可为以下3 种类型。
图1.6 切削刃的几何关系图
（1）剪断形。随着推土板的前进，从切削刃斜面向上产生间歇的、清楚的剪断线，如图1.7（a）所示。
（2）流动形。不像剪断形那样能产生清楚的剪断线。随着推土板的前进，土屑呈现连续的状态，恰似流动的水那样，以歪斜的形状沿着推土板向上流动，如图1.7（b）所示。
（3）裂断形。随着推土板的前进，土屑沿着前进的方向产生初次龟裂，推土板继续前进时，在推土板前方的土壤则与初次产生的龟裂成垂直方向地产生第二次龟裂而裂断。因此土屑在推土板的作用下形成剥离状态，如图1.7（c）所示。
图1.7 土壤切削形式
现将形成各种切削形式的土壤分述如下：(www.xing528.com)
（1）剪断形：干燥的硅砂、潮湿的硅砂、湿的细砂土、干燥的河砂、潮湿的冲积粉砂、干燥的粉状亚黏土、松软的膨润土。
（2）流动形：松软的亚黏土、极其松软的亚黏土、松软的黏土。
（3）裂断形：捣实的亚黏土。
切削阻力与土性质和切削刃的几何参数有关。通常依据试验数据归纳的经验公式计算切削阻力：
式中 PQ——作用在刀刃上的切削阻力，N；
b——切削刃宽度，m；
h——切削层厚度，m；
Kb——切削比阻力，MPa，土的切削比阻力可参考表1.9。
表1.9 各种土的切削比阻力Kb及刀刃入土的比阻力Kr单位：MPa
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