Повышение эффективности осушения дорожных одежд и верхней части земляного полотна

• Автор: Боровиков, Владимир Васильевич
• Шифр специальности: 05.22.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 285 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. состоят ВОПРОСА. ЦЕЛЬ и задачи ИССЛЕДОВАНИЯ

IЛ. Анализ источников увлажнения дорожной одевды и

верхней части земляного полотна

1.2. Анализ мероприятий по предотвращению увлажнения

земляного полотна и его осушению .

Д.З. Анализ существующих методов расчета дренирующих

1.4. Цель и задачи исследования

2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ РАСЧЕТА ДРЕНИРУЮЩИХ СЛОЕВ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЗЛЕНТ0В МКЭ

2.1. Применение МКЭ к решению задач механики жидкости

2.2. Выбор основной расчетной схемы и конечноэлементная дискретизация исходных уравнений двумерной установившейся фильтрации .
2.3. Выбор итерационной процедур поиска положения кривой депрессии.
2.4. Построение гидродинамической сетки.
. 2.5. Реализация МКЭ на ЭВМ для решения задач двумерной
установившейся фильтрации в дренирующем алое дорожной одежды
2.5.1. Расчетные схемы для исследования двумерной установившейся фильтрации в дренирующем
слое дорожной одежды.
2.5.2. Программа Ш
3. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МКЭ К РАСЧЕТУ ДРЕНАЖА МЕЛКОГО
ЗАЛОЖЕНИЯ
3.1. Сопоставление результатов расчета по МКЭ с точными
решениями
3.2. Расчет однородных дренирующих слоев дорожной одежды
3.2.1. Форма кривой депрессии в дренирующем слое
при инфильтрационном питании
3.2.2. Выбор поперечного уклона верха земляного полотна
3.2.3. Влияние дренажного ровика и его глубины на положение кривой депрессии
3.3. Расчет однородного дренирующего слоя с учетом движения воды в капиллярной зоне .
3.4. Использование синтетических материалов в качестве дренирующи прослоек
3.4.1. Исследование работы дренирующего слоя с синтетическим материалом на лотке.
3.4.2. Расчет дренирующих слоев с текстильным синтетическим материалом ТСМ .
4. СТРОИТЕЛЬСТВО ОПЫТНЫХ УЧАСТКОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТСМ.
МЕТОДИКА ПОЛЕВЫХ НАБЛЮДЕНИЙ
4.1. Оценка свойств ТСМ для применения их в дренирующем
4.1.1. Методика определения коэффициента фильтрации
4.1.2. Структура пор ТСМ
4.1.3. Исследование теплофизических свойств ТОЛ .
4.2. Опытнопроизводственное строительство дренирующих слоев и дренажей мелкого заложения с применением
4.3. Оборудование опытных участков и методика проведения наблюдений на них.
5. ПОЛЕВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДРЕНИРУЮЩИХ СЛОЕВ И ДРЕНАМ МЕЛКОГО
ЗАЛОЖЕНИЯ С ТСМ
5.1. Погодноклиматические условия периода наблюдений
5.2. Результаты полевых наблюдений за воднотепловым
режимом на опытном участке .
5.2.1 Промерзание и морозное пучение дорожных
одежд на опытном участке .
5.2.2. Результаты полевых наблюдений за влажностью грунтов и расходами из дренажа мелкого заложения
5.3. Техникоэкономические характеристики методов расчета дренирующих слоев .
5.4. Основные рекомендации по повышению эффективности осушения дорожных одежд .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ .
СПИСОК ЛИТЕРАТУ


Для защиты дренажа мелкого заложения от заиления устраивают фильтровые обсыпки, защищают стыки и водоприемные отверстия трубчатых дрен, обертывая их стеклохолстом или текстильным материалом, применяют различного рода трубофильтры. Основным материалом, который используется для устройства дренирующих слоев, являются пески. Песок, применяемый для устройства дренирующего слоя, должен отвечать требования* ВСН - //: иметь коэффициент фильтрации Кф > 2 м/сут и не подвергаться морозному пучению. При этом толщина песчаного дренирующего слоя, рассчитанная из условия осушения, может достигать 0. Учитывая, что в настоящее время пески, удовлетворяющие требованиям //, являются дорогостоящим материалом (например I м3 песка для г. Москвы стоит 5. США в г. I млрд. ФРГ в настоящее время за-нимают площадь км , если потребление песка будет возрастать теми же темпами, то через лефглощадь карьеров составит 0 км^ //. Как отмечено в //, ". Из дешевого сырья он превратится в дорогостоящий материал". Учитывая тот факт, что СССР занимает первое место в мире по объемам строительства, то добыча строительных материалов и в частности песка становится серьезной проблемой. Существенной экономии песка при строительстве дренирующих слоев можно достичь использованием текстильных синтетических материалов. О популярности ТСМ свидетельствует тот факт, что в г. Свойства ТСМ могут регулироваться в нужном направлении путем подбора диаметра волокон, способа холстообразования, иглопробива-ния, введением сгйдиальных добавок, а также изменением технологии приготовления, В сочетании с другими видами полимерных материалов (пенопластами, гидроизоляционными пленками) ТСМ может работать в качестве дренирующего и защитного слоя. Учитывая, что ТСМ способен отводить в плоскости слоя влагу, поступающую в дренирующий слой, можно предположить, что его применение позволит уменьшить толщину дренирующего слоя. Коструктивные параметры дренирующего слоя, такие как его толщина, а также коэффициент фильтрации материала дренирующего слоя, устанавливают расчетом. От того, насколько точно расчетная схема отвечает условиям работы дренирующего слоя, зависят его техникоэкономические характеристики. При этом неоправданное завышение толщины дренирующего слоя приводит к перерасходу средств, а снижение толщины песчаного дренирующего слоя не отвечающее условиям его работы способствует более быстрому разрушению дорожных одежд. Таким образом выбор расчетной схемы и разработка на ее базе метода расчета (причем расчетная схема должна реально отражать процесс фильтрации в дренирующем слое) является важной и отвест-венной задачей. ВСН - //. В этом документе представлены три методики расчета дренирующего слоя по одной и той же расчетной схеме. Это расчет, разработанный Ленинградским филиалом Союздорнии //, расчет дренирующего слоя при переменном расходе и длине пути фильтрации А. Я. Тулаева (МАДй) и расчет с учетом влияния на процесс фильтрации дренажного ровика. Расчет по А. Я. Тулаеву. В основу этого расчета положено решение для установившегося плавно изменяющегося движения потока по наклонному водоупору при инфильтрационном режиме питания. При этом считается, что живые сечения потока плоские и вертикальные. Решение этого уравнения получено А. ВСН - //, для расчета дренирующих слоев с Кф > и/сут. Элементарный анализ для случая I =0. Неопределенность величины й связана со способом решения уравнения (1. Постановка условия Кф > м/сут для уравнения (1. Ся, что подтверждается данными эксперимента //, причем расчет дренирующего слоя, выполненный по (1. Ю(Ж //. К недостаткам следует отнести и то, что не учитывается ортогональность живых сечений ко дну водоупора, а также движение воды в капиллярной зоне. Расчет по методу Ленфилиала Союздорнии (М. Б. Корсунского и П. Д. Россовского) /. В основу этого метода расчета положены решения Дюпии-Каменского. При этом предполагается, что расход, переменный по длине пути фильтрации, может быть приложен к сечению по оси дороги. Таким образом инфильтрационный режим увлажнения дренирующего слоя сводится к плоской задаче с постоянным расходом.