Оценка несущей способности искусственного основания аэродромной конструкции на основе данных геомониторинга

• Автор: Кочетков, Владимир Анатольевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 Анализ влияния эксплуатационных факторов на характеристики искусственных оснований аэродромов, подверженных действию нагрузки от воздушных судов
1.1 Обзор исследований несущей способности оснований транспортных сооружений в процессе их эксплуатации
1.2 Причины разрушения искусственных оснований аэродромов, подверженных эксплуатационным воздействиям
1.3 Методы определения величин параметров, характеризующих несущую способность искусственных оснований
1.4 Постановка задачи определения методом неразрушающего контроля состояния искусственного основания аэродрома в эксплуатационный период

Выводы по первой главе

2 Математическая модель влияния изменения структуры искусственного основания на его несущую способность и напряженно-деформированное состояние аэродромной конструкции
2.1 Моделирование деформации искусственного основания аэродрома методом конечных элементов с учетом его структурных изменений
2.2 Исследование влияния многократных нагружений на возникновение необратимых деформаций в аэродромной конструкции
2.3 Анализ результатов моделирования структурных изменений искусственного основания и их влияния на его несущую способность
2.4 Постановка задачи на проведение эксперимента по исследованию воздействия транспортной нагрузки на основание георадиолока-ционным методом
Выводы по второй главе

Георадиолокационное исследование аэродромной конструкции, подверженной эксплуатационному воздействию, с целыо выявления структурных изменений в основании
Георадиолокационная методика измерения параметров искусственного основания в процессе его эксплуатации с целью выявления в нем структурных изменений
Экспериментальная установка по исследованию изменения структуры основания аэродрома георадиолокационным методом Анализ изменения структуры основания и влияние ее на деформацию аэродромной конструкции
Интерпретация георадиолокационных данных для оценки структурных изменений в искусственном основании Выводы по третьей главе
Методика обследования искусственных оснований аэродромных конструкций на основе георадиолокациоиного мониторинга и выработка рекомендаций по ее использованию Требования к проведению обследования аэродромных конструкций для повышения точности последующего геомониторинга Аналитическая зависимость изменения толщины конструктивных слоев основания от воздействия циклической на1рузки Разработка разделов технического регламента обследования аэродромной конструкции в целях определения несущей способности основания с использованием георадиолокационного мониторинга Выводы по четвертой главе Общие выводы
Список литературных источников ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Развитие экономики страны неразрывно связано с развитием транспортной инфраструктуры, в которой важным элементом является авиация. Увеличившийся грузо- и пассажирооборот привел к увеличению взлетных масс воздушных судов, интенсивности их полетов, что увеличило эксплуатационные нагрузки на аэродромные конструкции, величина этих циклических нагружений порой превышает допустимое значение для конкретного аэродрома, что негативно сказывается на надежности аэродромной конструкции и безопасности эксплуатации воздушных судов.
Актуальность темы исследования. В период с 1999 по 2009 гг. в Военно-воздушных силах Министерства обороны РФ произошло 149 авиационных инцидентов. В результате проведенных расследований было установлено, что 10 % из них произошло вследствие разрушения участков искусственного покрытия, выразившегося в его просадке, образовании взаимных уступов плит, превышающих допустимые значения, и пучении покрытия в зимний период. Процесс формирования дефектов неразрывно связан с уменьшением несущей способности основания, образованием каверн и пустот под покрытием, формированием линз жидкости и льда при отрицательных температурах. Большой взлетный вес воздушных судов и сосредоточенность его приложения к поверхности покрытия приводит к возможному развитию деструктивных процессов в аэродромной конструкции. При этом вся нагрузка, воспринимаемая аэродромной конструкцией, распределяется в грунтовом или искусственном основании, на котором находится конструктивный слой искусственного покрытия.
Вопросами оценки несущей способности грунтов и искусственных оснований и изучением их напряженно-деформированного состояния занимались выдающиеся учёные: Н.М. Герсеванов, А. К. Бируля, В. Ф. Бабков, В. Г. Булычев, В.А. Кульчицкий, В.А. Макагонов, М.Б. Корсунский, Н.Н. Иванов, А.М. Кривисский, В. П. Матуа, С. К. Илиополов, А. А. Иноземцев, Г. И. Покровский, Р. М. Раппопорт, М. Я. Якунин и др. Их исследования показали, что на образо-

нагружающее устройство, позволяющее ступенчато увеличивать нагрузку, вплоть до достижения предельной для данной конструкции. В отличие от применяемых стандартных нагружающих устройств (ИУ-17А, ИУ-70, ИУ-200) данное устройство отличается малогабаритностью, простотой использования, правильностью моделирования работы многоколесной опоры.
Рисунок 1.9 - Нагружающее устройство: 1 - плита ПАГ; 2- деревянная прокладка; 3 — поперечный двутавр,; 4 — продольный двутавр; 5 — арматура;
6 - моделируемая опора; 7 - резиновая прокладка; 8 -слой асфальтобетона;
9 — искусственное основание; 10 - естественное грунтовое основание
Наиболее часто используемым устройством измерения вертикальной деформации являются прогибомеры механического типа. Точность этих приборов составляет 0,01 мм, что недостаточно для определения величины по чаше прогиба, а также с них трудно снимать показания.
Устранение выше перечисленных недостатков возможно применением фотометрического прогибомера. В основу данного прибора положено использование базы измерения на опорном луче от квантового генератора (лазера) с отчетом номеров элементов регулярно отстоящих друг от друга ПЗС -ячейками (прибор зарядовой связи) расположенными в ряд и эквивалентными величине прогиба.
Луч лазера разворачивается в плоскости, параллельной поверхности покрытия, накрывая чашу прогиба. Датчики установлены в исследуемых ме-