Комплексное проектирование автомобильных дорог на основе пространственного моделирования : На примере Европейского Севера России

• Автор: Кулижников, Александр Михайлович
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Архангельск
• Количество страниц: 340 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Состояние вопроса. Цели и задачи исследований
1.1. Состояние теории и практики в области проектирования трассы и земляного полотна в условиях Европейского Севера
1.2. Состояние научных исследований в области математического моделирования рельефа, геологических и гидрогеологических условий местности
1.2.1 Моделирование рельефа местности
1.2.2 Математические модели для описания гидрогеологических условий местности
1.2.3 Математические модели для описания геологического строения местности
1.2.4 Направления исследования по созданию интегрированной пространственной МРГГМ
1.3 Современные методы изыскательских работ для моделирования геологических и гидрогеологических условий местности
1.4 Цели и задачи исследований
2. Постановка методики моделирования
2.1. Рабочая гипотеза и авторские возрения
2.2. Основные принципы построения методики моделирования рельефа, элементов геологии и гидрогеологии местности
2.2.1. Методика изысканий грунтово-гидрогеологических условий местности
2.2.2. Методика определения границ полосы варьирования трассы
2.2.3. Принципы построения интегрированной пространственной МРГГМ
Выводы по главе
3. Интегрированная пространственная модель рельефа, элементов геологии и гидрологии местности
3.1. Исходные данные для интегрированной пространственной МРГГМ
3.2. Моделирование рельефа, элементов геологии, гидрологии местности и границ их сопряжения
3.2.1. Построение оптимальной триангуляции
3.2.2. Построение гладкой аппроксимации поверхностей элементов геологии и гидрогеологии, триангулирован-

ных по принципу Делоне
3.2.3. Математические модели поверхностей элементов геологии и гидрогеологии
3.2.4. Моделирование границ сопряжений элементов геологии и гидрогеологии
3.2.5. Модели с измельчением и переходом к прямоугольной сетке и повторной гладкой аппроксимацией поверхностей с помощью бикубических сплайнов
3.3. Типизация и схематизация гидрогеологических условий
3.4. Прогнозирование расчетного уровня грунтовых вод
3.4.1 Постановка вопроса
3.4.2. Прогнозирование расчетного уровня грунтовых вод..128 Выводы по главе
4. Исследования оптимальных параметров интегрированной пространственной МРГГМ и оценка ее эффективности
4.1. Цели и задачи исследований
4.2. Обоснование методики и оптимальных параметров моделирования
4.2.1. Обоснование методики и оптимальных параметров моделирования поверхностей для линейных объектов
4.2.2. Выбор оптимальных параметров элементов моделирования поверхностей при удвоенном количестве исходной информации
4.2.3. Обоснование методики и оптимальных параметров моделирования поверхностей для площадных объектов
4.3. Проверка адекватности моделирования рельефа, элементов геологии и гидрогеологии местности по интегрированной
пространственной МРГГМ
4.3.1. Укрупненный алгоритм расчета
4.3.2. Обоснование допустимой погрешности моделирования
4.3.3. Характеристика программы моделирования рельефа, элементов геологии и гидрогеологии местности
4.3.4 Оценка адекватности моделирования
4.4. Оценка эффективное™ новой технологии проектноизыскательских работ
4.4.1. Проверка методики назначения руководящих отметок по результатам исследований на опытных участках автомобильных дорог
4.4.2. Оценка эффективности новой технологии проектно-изыскательских работ
4.4.3. Оценка погрешности выполнения грунтово-гидрогеологических изысканий георадарами
Выводы по главе

5. Ресурсосберегающие конструкции земляного полотна
5.1. Пути снижения руководящих отметок насыпей на основе использования регулирующих прослоек
5.1.1. Конструирование земляного полотна с теплоизолирующими слоями, исключающими промерзание подстилающих грунтов
5.1.2. Конструирование земляного полотна с теплоизолирующими слоями, ограничивающими промерзание грунтов земляного полотна
5.1.3. Конструирование земляного полотна с гидроизолирующими слоями
5.2. Исследования эффективности снижения руководящих отметок насыпей за счет устройства регулирующих прослоек
5.2.1. Методика экспериментальных исследований
5.2.2. Конструкции с теплоизолирующими слоями
5.2.3. Конструкции с гидроизолирующими слоями
Выводы по главе
6. Практические рекомендации. Технико-экономическая оценка предлагаемых решений
6.1 Выбор оптимального проложения трассы в но интегрированной пространственной МРГГМ. Экологические аспекты
6.2 Рекомендуемые конструкции земляного полотна
6.3 Технико-экономическая эффективность предлагаемых решений
Выводы по главе
Общие выводы
Литература
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

ходных точек той или иной структурной линии.
При детальном проектировании дорог В.И.Федоровым в зависимости от типа местности рекомендуется принимать следующие расстояния между точками, м: в равнинной - 20...30, холмистой - 10...15, пересеченной
8...10, сильно пересеченной - 5...7 и горной - 2...5 [166].
Аналитическая связь между точками отражает рельеф местности. При этом каждая структурная линия характеризуется тем, что изменение отметок поверхности между двумя её точками описывается по линейной зависимости, если поверхность между заданными точками плоская, или по криволинейной зависимости, например описываемой степенной функцией, если местность холмистая.
По сравнению с регулярной структурная цифровая модель требует меньшей плотности исходных точек и при линейной интерполяции, описывающей равнинную местность, является очень эффективной. При холмистой местности и степенной интерполяции высот её эффективность значительно снижается, так как необходимо вводить дополнительные точки, устанавливать границы различных однородных форм рельефа с одинаковыми изменениями кривизны и определять для каждой характерной формы рельефа свою математическую зависимость [166]. Применение структурных моделей для моделирования элементов геологии и гидрогеологии предпочтительнее регулярных, однако недостаточная характеристика грунтово-гидрогеологического строения сдерживает сколь-нибудь широкое использование структурных моделей для описания размещения подошвы геологических слоев и положения уровня грунтовых вод.
Статистические модели. Наиболее удобны для описания рельефа местности (рис. 1.10). Разбивка съемочных точек не вызывает затруднений: они могут быть расположены бессистемно, но с заданной плотностью на однородном участке местности. Данные модели в своей основе имеют параболическую интерполяцию и для описания поверхностей слоев используют полиномы различных степеней. Уравнение поверхности каждого однородного участка слоя выражается следующим образом: