Упрочнение земляного полотна железных дорог объемным многоэлементным армированием

• Автор: Овчинников, Станислав Александрович
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ОПЫТА УПРОЧНЕНИЯ ГРУНТОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

1.1 Обзор деформаций откосных частей земляного полотна, способов упрочнения

1.2 Особенности современных способов армирования земляного полотна

1.3 Современные методы моделирования армирующих конструкций

1.3.1 Методы численного моделирования

1.3.2 Методы натурного моделирования

1.4 Обоснование выбранного направления работы и задач исследования. 32 ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ АРМИРУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ УПРОЧНЕНИИ ОТКОСОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

2.1 Методика проведения исследования

2.2 Исследование работы армированной насыпи
2.3 Исследование работы объемного многоэлементного армирования в
различных инженерно-геологических условиях
Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ УПРОЧНЕНИИ ОТКОСОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ОБЪЕМНЫМ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫМ АРМИРОВАНИЕМ
3.1 Методика проведения экспериментальных исследований
3.2 Исследования влияния технологических параметров армирования на эффективность работы армирующей конструкции
3.3 Корреляционный анализ данных численного и натурного моделирования
3.4 Определение зависимости свойств грунтового массива от технологических параметров при упрочнении объемным
многоэлементным армированием
Выводы по главе
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СПОСОБА УПРОЧНЕНИЯ ГРУНТОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
4.1 Методика проектирования упрочнения земляного полотна способом объемного многоэлементного армирования
4.2 Методика реализации способа упрочнения насыпи объемным многоэлементным армированием
4.3 Способ упрочнения земляного полотна объемным многоэлементным армированием
4.4 Внедрение предложенных методики и способа упрочнения земляного полотна
4.5 Технико-экономическое обоснование использования конструкции объемного каркаса при упрочнении грунтов земляного полотна.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Библиографический список

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. В рамках программы инновационного развития ОАО "Российские железные дороги" на период до 2015 г. предусматривается достижение ряда технико-экономических показателей. В числе прочих задач планируется привести земляное полотно и искусственные сооружения к осевым нагрузкам 25 тс и погонным нагрузкам -10,5 т/м [1].
Значительным сдерживающим фактором на пути достижения поставленной цели является наличие дефектного земляного полотна, протяженность которого оценивается специалистами ориентировочно в 6% от общей протяженности сети железных дорог [2]. На всем этом протяжении нижнее строение пути работает на пределе своей несущей способности и повышение нагрузки на него может привести к критическим последствиям.
В этой связи особо актуальным становится вопрос повышения несущей способности эксплуатируемого земляного полотна. В сложившейся ситуации приоритетным направлением является совершенствование методов упрочнения земляного полотна, позволяющих эффективно производить проектирование и усиление эксплуатируемого инженерного сооружения без ограничения движения.
В настоящее время приобретают широкое распространение способы глубинного уплотнения, армирования и упрочнения грунтов, позволяющие проводить работы с откосов и обочин земляного полотна. Однако данные способы имеют те или иные ограничения в случае, если встает вопрос о ликвидации балластных углублений земляного полотна поздней стадии развития (балластных мешков и балластных гнезд), как известно, характеризующихся началом оползневых подвижек откосных частей. Направление исследования упрочнения земляного полотна, ослабленного балластными углублениями поздней стадии развития, является перспективным и актуальным, требующим комплексного подхода. Исследования должны быть направлены на эффективное усиление грунтов

Рисунок 2.1 - Алгоритм проведения численного моделирования
Для обеспечения возможности получения в достаточной степени достоверных результатов моделирования, позволяющих в дальнейшем использовать их на стадии проектирования упрочнения железнодорожных насыпей, необходимо разработать цифровую модель конструкции, максимально полно отражающую внутренние процессы ее работы.
Важным аспектом моделирования рассматриваемой конструкции является достоверное описание работы массивов грунта, проработанных напорной инъекцией. При этом анализ, выполненный в главе 1, показывает, что наиболее распространенной конфигурацией твердеющего раствора в грунте является столб неправильной формы, вместе с тем данная конфигурация позволяет максимально эффективно получить конструкцию многоэлементного армирования. Опираясь на существующие результаты исследований в области инъекции твердеющих растворов, диаметр данного столба следует принять равным 15 см. Также следует учитывать, что эффективная зона уплотнения грунта вокруг столба достигает 30 см, в связи с чем конечное очертание массива, упрочненного напорной инъекцией,