Особенности проектирования нового и реконструкции существующего земляного полотна на торфяных основаниях : В условиях Сахалинской железной дороги

• Автор: Пупатенко, Кира Викторовна
• Шифр специальности: 05.22.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 190 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Общие положения
1.2. Особенности работы железнодорожного земляного полотна на
слабых основаниях Сахалинской железной дороги
1.3. Особенности физико-механических характеристик торфяных грунтов, влияющие на стабильность системы “земляное полотно - слабое основание”
1.4. Обзор исследований напряженно-деформированного состояния
системы “земляное полотно - слабое основание”
1.4.1. Особенности напряженно-деформированного состояния слабых оснований железнодорожных насыпей
1.4.2. Влияние порового давления на несущую способность слабых грунтов оснований сооружений
1.4.3. Обзор исследований вибродинамического воздействия подвижного состава на грунты земляного полотна
1.5. Существующие методы проектирования и реконструкции насыпей на слабых основаниях
1.5.1. Дорожно-строительные классификации болот
1.5.2. Существующие методы проектирования земляного полотна на слабых основаниях
1.5.3. Особенности и методы реконструкции железнодорожных насыпей на слабых основаниях
1.6. Цель и задачи исследования

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ СИСТЕМЫ “ВЕРХНЕЕ СТРОЕНИЕ ПУТИ - ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ НАСЫПЬ - СЛАБОЕ ОСНОВАНИЕ” ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ПОЕЗДНОЙ НАГРУЗКИ
2.1. Экспериментальные исследования напряженного состояния балласта и грунтов насыпи на слабом основании
2.1.1. Аппаратура для исследования напряжений и условия проведения экспериментов
2.1.2. Распределение вертикальных динамических напряжений в балласте и грунтах насыпи
2.1.3. Изменение вертикальных динамических напряжений в зависимости от скорости движения поездов и величин осевых нагрузок
2.2. Исследование угона рельсовых нитей при воздействии поезд-
ной нагрузки на систему «железнодорожный путь - земляное полотно - слабое основание»
2.2.1. Наблюдения за рельсовыми зазорами и угоном пути
2.2.2. Влияние слабого основания на величину амплитуд угона рельсовых нитей
2.2.3. Исследование изменения амплитуд угона рельсовых нитей после усиливающих путь мероприятий
2.3. Исследование упругих деформаций системы «железнодорожный путь - земляное полотно - слабое основание» в результате действия поездной нагрузки
2.3.1. Приборы и методика проведения полевых испытаний
2.3.2. Влияние слабого основания и величин осевых нагрузок
на упругие деформации
2.4. Исследование порового давления в слабом основании железно-
дорожной насыпи

2.4.1. Приборы и методика проведения полевых испытаний
2.4.2. Распределение порового давления в слабом основании
по глубине
2.4.3. Изменение порового давления в системе “насыпь - слабое основание” при воздействии нагрузки от подвижного состава
2.5. Выводы по второй главе
3. МЕТОДИКА ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ «ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО - СЛАБОЕ ОСНОВАНИЕ»
3.1. Теоретические основы методики численного моделирования
3.2. Методика расчета напряжённо-деформированного состояния системы «земляное полотно - слабое основание» методом конечных элементов в упругопластической постановке
3.2.1. Выбор расчетной схемы
3.2.2. Выбор расчетных прочностных характеристик грунтов системы
3.2.3. Учет активной зоны фильтрации торфяного основания
в процессе численного моделирования
3.2.4. Сравнение расчетных и действующих упругих осадок в грунтах земляного полотна
3.3. Последовательность расчета напряжённо-деформированного состояния системы «земляное полотно - слабое основание»
3.4. Выводы по главе
4. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ УСИЛЕНИЯ НОВОГО И ДЛИТЕЛЬНО ЭКСПЛУАТИРУЕМОГО ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА НА СЛАБОМ ОСНОВАНИИ
4.1. Общие положения

С учетом этого уравнение Кулона для определения сдвигающих усилий т примет следующий вид:
т = (Р-и) %<р'+С', (1.4)
где <р'~ эффективный коэффициент внутреннего трения; С- эффективное сцепление.
Эффективные давления уплотняют и упрочняют грунт, а нейтральные создают напор в поровой воде, вызывая ее фильтрацию по направлению, противоположному направлению действия сил. Современными исследователями были определены границы применения теории фильтрационной консолидации, сделаны уточнения и поправки. Эта теория применяется для изучения поведения под нагрузкой во времени водонасыщенных грунтов слабых консистенций.
В работах многих исследователей (Л.С. Амарян, М.Ю. Абелев, В.И, Бронин,
В.Д. Казарновский, Т.Н. Чепеленко, Э.М. Добров и др.) установлены экспериментальные закономерности изменения перового давления в слабых водонасыщенных грунтах в зависимости от различных параметров:
- При недренированных испытаниях, независимо от плотности грунта, наблюдается прямо пропорциональная связь между поровым и внешним давлениями, если последнее хотя бы больше капиллярного. Этот вывод, как отмечается в [6], имеет важное значение для оценки несущей способности уплотненных слабых оснований при дополнительном нагружении. В такой ситуации дополнительное отжатие влаги затруднено и, если эффективные диаметры пор менее 1 мкм, то прочность системы “насыпь - слабое основание” остается неизменной (т~Соп51) и при нагрузке, превышающей сопротивление сдвигу грунта (а3>т ) наступит разрушение.
- В начальный период нагружения водонасыщенного слабого основания в диапазоне изменения коэффициента пористости