Admin

Геотехнические обоймы для усиления земляного полотна

С.А. КУДРЯВЦЕВ, докт. техн. наук, Т.Ю. ВАЛЬЦЕВА, инженер, Р. Г. МИХАЙЛИН, инженер, Ю.Б. БЕРЕСТЯНЫЙ, канд. техн. наук, Е.В. ФЕДОРЕНКО, канд. геолого-минералогич. наук

Экспериментальные полевые и расчетно-теоретические исследования выполнены специалистам и ДВГУПСа п «ДВ-Гсосинтетика» в рамках усиления земляного полотна на слабом основании геотехнической обоймой из синтетического материала.

Цели и задачи исследований следующие: получение достоверной информации о напряженном состоянии земляного полотна на слабом основании. усиленного геотехнической обоймой, на участке железной дороги общего пользования при воздействии динамических нагрузок от проходящих поездов: сравнительный анализ качественных и количественных показателей состояния земляного полотна с усилением геотехнической обоймой и без;

оценка данных численного моделирования напряженного состояния сооружений с усилением и без с результатами лабораторных и полевых испытаний;

определение технической эффективности использования геотехнических обойм в качестве элементов усиления земляного полотна, отсыпаемого на слабом основании.

Для изучения напряженного состояния земляного полотна при реконструкции станин и Дюанка Дальневосточной дороги еще на стадии рабочего проектирования в 2008 г. использовали опытно-экспсримен-тальные конструкции из высокопрочных малодеформируемых и интегральных геосинтетических материалов (рис. 1).


При строительстве наметили два опытно-экспериментальных сечения земляного полотна. Из них рабочее расположено на 411 км ПК 6+2,45 м, где наиболее неблагоприятно сочетание инженерно-геологических условий слабого основания. В качестве усиливающих конструкций приняли сдвоенную геообойму в двух уровнях в виде заанкеривающей системы. Для уменьшения неравномерности деформаций основной площадки подбалластный слой усилили интегральной двухосной георешеткой E'GRID 3030L.

Контрольное сечение находится вблизи рабочего, а именно на 411 км ПК 8+2.35 м. Геологическое строение слабого основания здесь не на много отличается от основания в рабочем сечении, но при этом из усиливающих мероприятий в контрольном сечении отсутствуют геотехнические обоймы (рис. 2 и 3).

Оба сечения оборудовали датчиками давления, установленными в подрельсовом сечении стыковой зоны крайнего (2-го) пути на глубине 1,3 м от уровня основной площадки (рис. 4), для регистрации горизонтальных и вертикальных напряжении, возникающих в земляном полотне от воздействия поездных нагрузок. Соединительные кабели для подключения измерительной аппаратуры вывели в контейнеры на площадку бермы.

Датчики ВЕС-А-200 КР (производства Японии) представляют собой тензометрические устройства в виде плоского цилиндра диаметром 30 мм с гидравлическим преобразователем. Датчики не дают искажение! измеряемых показаний в исследуемом пространстве.


Показания напряженного состояния под нагрузками от проходящих поездов зарегистрированы в августе 2010 г. после консолидации грунтов отсыпанного земляного полотна и полного оттаивания основания. В качестве комплекта измерительной аппаратуры использовали тензометрическую станцию и переносной компьютер, программное обеспечение которого позволяет преобразовывать сигналы датчиков, записывать их на магнитный носитель и выполнять статистическую обработку массивов данных.

В конструкции с усилением горизонтальные и вертикальные напряжения, полученные экспериментально, больше мл 20—25 чем в конструкции без усиления, что подтверждается расчетно-теоретическими исследованиями; сходимость расчетных результатов с экспериментальными составляет 14—28 %. Регистрация высоких напряжений в характерной точке усиленной конструкции обусловлена образованием в пространстве геотехнической обоймы более плотной и малодеформируемой среды. Таким образом, использование геотехнической обоймы позволяет создать грунтовое сооружение с повышенной жесткостью, способное обеспечить необходимую несущую способность при динамическом воздействии поездов, в том числе на основаниях с недостаточной прочностью.

Выполненные ранее крупномолельные лабораторные испытания земляного полотна, усиленного геотехнической обоймой, показали, что несущая способность сооружения относительно неусиленной модели увеличилась на 45 %. Качественная картина деформации сооружений в лабораторных условиях аналогична результатам нолевых исследований напряженного состояния земляного полотна в характерных точках. Факт регистрации повышенных напряжений в сооружениях, усиленных геотехнической обоймой, подтверждается результатами аналитических расчетов н численного моделирования работы системы «сооружение—основание».

Как показывают расчетно-теоретические (рис. 5), лабораторные и полевые исследования, использование геотехнической обоймы из высокопрочных малодеформируемых геосинтетических материалов в качестве конструктивного элемента земляного полотна создает необходимые предпосылки для образования в грунтовом пространстве обоймы композитного слоя с повышенными физико-механическими свойствах!и.

На земляном полотне, усиленном геотехническими обоймами, на опытном участке реконструкции обитей протяженностью 350 м отмечались высокие эксплуатационные параметры, что подтверждается приборными наблюдениями за деформациями сооружений с усилением и без. а также положительными отзывами работников службы пути Дальневосточной дороги.

Использование рассматриваемых конструкций может быть рекомендовано также для усиления земляных сооружений транспортного назначения, отсыпаемых на оттаивающих многолетнемерзлых сильнольдистых грунтах и на косогорных участках естественного рельефа.

Список литературы

1. Технические указания но стабилизации эксплуатируемых насыпей на слабых основаниях (ЦПИ-22/45) / ОАО «РЖД». — М.: ИК1.1 «Академкнига». 2004.

2. Кудрявцев С.А., Берестяный 10.В., Вальнева Т.Ю.. Ве-ликотный В.П., Чннчпков 11.1). Экспериментальные исследовании работы железнодорожной насыпи на торфяном основании.// Вестник Архангельского государственного технического университета. Вып.69. Серия «Строительство»; по материалам Международной научно-практической конференции «Городское строительство на слабых грунтах». Архангельск: Издательство Архангельского государственного технического университета. 2007. С. 74—79.

3. Kudryavtsev S.A., Bercsiyanyy Y.I5., Valtscva T.U. Chylichkov V.N.. Tsvigunov D.G. Rational designs of ihe railway roadbed of (hawing permafrost soils in condition of the Far Hast.// 8th International Symposium on Cold Region Development. ISCORD 2007.. Tampere, Finland. 2007. P. 206-212.

4. Kudryavtsev S.A.. Bercsiyanyy Y.B.. Valtscva T.U,, Mikhailin R.G., Goncharova E.D. Gctisynthelical materials in designs of highways in cold regions of Far East. 14th Conference on cold regions engineering. August 30-September 2. 2009. Duluth. Minnesota, USA. P. 45-48.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

Если у вас возникли вопросы по работе сайте - пишите на почту admin@scbist.com

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Путь и путевое хозяйство".

Перенес: Admin

meaplast

В качестве полного аналога решети E'GRID 3030L можно применять любую плоскую полимерную решетку серии СД-30