Деформируемость железнодорожных насыпей на слабых основаниях, усиленных геосинтетическими материалами в условиях Дальнего Востока

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ И ЕГО ОСНОВАНИЯ
1.1. Обзор основных направлений исследований работы земляного полотна и его основания
1.2. Обзорный анализ исследований напряженнодеформированного состояния земляного полотна железных дорог и его основания методами численного моделирования.
1.3. Исследования армирования земляного полотна железных дорог и его основания с применением геосинтетических материалов
1.3.1. История вопроса армирования грунта.
1.3.2. Обзор исследований отечественных ученых
1.3.3. Основные направления зарубежных исследований.
1.4. Перспективы развития железнодорожного транспорта на период до года
1.5. Выводы по главе
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТНОГО ОБОСНОВАНИЯ.ЗО
2.1. Исходные положения разработки методики численного моделирования
2.1.1. Численная реализация упругопластической модели слоистых оснований
2.1.2. Алгоритм упругопластического решения в программном комплексе .
2.2. Типизация геоматериалов, используемых в железнодорожном строительстве и принцип их работы
2.3. Расчетнотеоретическое обоснование включения геоматериалов в численное моделирование
2.4. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ НАСЫПИ НА СЛАБОМ ОСНОВАНИИ УСИЛЕННОЙ ГЕОМАТЕРИАЛАМИ.
3.1. Сопоставление результатов численного моделирования с результатами лотковых испытаний конструкции на косогорном участке.
3.2. Численное моделирование насыпи на торфяном основании
3.3. Выводы по главе.
ГЛАВА 4. РАСЧЕТНОЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ УСИЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ НАСЫПИ НА СЛАБОМ ОСНОВАНИИ ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ.
4.1. Натурные исследования конструкции усиления насыпи на слабом основании.
4.1.1. Численное моделирование напряженнодеформированного состояния насыпи
4.1.2. Полевые экспериментальные исследования напряженного состояния насыпи
4.2. Статистическая обработка экспериментальных данных.
4.3. Выводы по главе.
ГЛАВА5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ УСИЛЕНИЯ НАСЫПЕЙ
ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ.
5.1. Исследование напряженнодеформированного состояния земляного полотна железнодорожной линии на многолетнемерзлых грунтах на примере ПК , пускового комплекса Томмот Кердем железнодорожной линии Беркакит Томмот Якутск.
5.2. Расчет конструкции земляного полотна и основания на примере ГТК , участка Сахалинской железной дороги с использованием современных геосинтетических материалов в сложных инженерногеологических условиях
5.3. Выводы по главе.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СТОЧНИКОВ.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
ВВЕДЕНИЕ
Развитие инфраструктуры Дальневосточного региона с перспективой развития железнодорожного транспорта на период до года, связано с освоением природных ресурсов северных регионов, а также созданием Портовой Особой Экономической Зоны Советская Гавань ПОЭЗ на базе морского порта с мощным развитием станционных парков и
железнодорожных путей, что создает повышенные требования к проектированию, строительству и реконструкции земляного полотна.
При этом строительство и эксплуатация железных дорог в условиях Дальневосточного региона связаны со сложными природноклиматическими и инженерно геологическими условиями, которые способствуют возникновению и развитию различных видов деформаций. Стабилизация земляного полотна в этих условиях требует дополнительных капитальных затрат и эксплуатационных расходов.
Общие деформации земляного полотна по состоянию на конец г. по сети железных дорог Российской Федерации составляют 6 от се общей протяженности, а на ДвостЖД ,9. При этом осадки земляного полотна на слабых основаниях, в том числе при протаивании вечномерзлого грунта составляют ,.
Опыт показывает, что строительство и реконструкция земляного полотна железных дорог на слабых основаниях в сложных инженерногеологических условиях является комплексной задачей, включающей в себя целый ряд особенностей в инженерногеологических изысканиях, исследовании свойств слабых грунтов, подготовке территории, организации и производстве строительных работ. Из этого комплекса для целей исследования выделим земляное полотно и основание железных дорог, которые и подлежат дальнейшему исследованию.
Для проектирования, строительства, реконструкции и эксплуатации железных дорог, возводимых в сложных инженерногеологических условиях, необходимо выполнять многофакторную оценку данных условий района
изучения, позволяющую расчетным путем прогнозировать все возможные неблагоприятные воздействия. Последнее приобретает особое значение в связи с необходимостью разработки специальных мероприятий по охране окружающей среды и обеспечению устойчивости сооружений. Поэтому одной из основных проблем, связанных со строительством и реконструкцией железных дорог на слабых основаниях, являются исследования сложных инженерногеологических условий, которые важны для прогнозирования напряжений и деформаций земляного полотна и основания.
Как отмечают многие исследователи, одной из основных задач при проектировании, строительстве и реконструкции железных дорог в сложных инженерногеологических условиях является прогноз возникающих напряжений и деформаций, происходящих в слабых слоистых основаниях.
В настоящее время интенсивно развивается нелинейная механика грунтов, на основе методов численного моделирования, позволяющая более широко выявить внутреннюю комплексную оценку НДС грунтов оснований и сооружений различного вида Бугров А. К., Вялов С. С., Зарецкий Ю. К., Иванов II.Л., ТерМаргиросян 3. Г., Улицкий В.М., Фадеев А. Б., Федоровский В. Г., и др.. В результате появилась возможность в создании моделей, которые бы адекватно отражали физику явления и позволяли бы производить количественный и качественный анализ напряженнодеформированного состояния конструкции.
Стабилизация земляного полотна на слабых основаниях требует принятия целенаправленных конструктивнотехнологических решений для усиления самого земляного полотна и его основания, а также грамотного расчетного и экономического обоснования для их принятия.
В настоящее время на железных дорогах для обеспечения безопасности и бесперебойности движения поездов на участках со слабыми основаниями используют различные противодеформационные мероприятия, в том числе начали использовать геосинтетические материалы для усиления земляного полотна, чаще всего без расчета их обоснования. Очевидно, что для
применения новых конструктивных решений с использованием геосинтстических материалов необходима разработка методик расчета их взаимной работы с упрочняемым грунтом земляного полотна и оснований.
Таким образом, разработка методики расчетного обоснования новых конструктивных решений по усилению земляного полотна и его оснований с использованием геосинтетических материалов является актуальной проблемой.
Учитывая недостаточное исследование слабых грунтов основания в сложных инженерногеологических условиях, новые возможности и материалы, продиктованные развитием современных технологий в области строительства и проектирования, принята к разработке тема Деформируемость железнодорожных насыпей на слабых основаниях усиленных геосинтетическими материалами в условиях Дальнего Востока.
Актуальность