Использование метода напорной инъекции при усилении земляного полотна железных дорог

• Автор: Ланис, Алексей Леонидович
• Шифр специальности: 05.22.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил.

1.1. Обзор деформаций основной площадки земляного полотна, методов усиления

1.2. Усиление земляного полотна методом напорной инъекции твердеющего раствора

1.3. Обоснование выбранного направления работы и задачи исследований

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ УСИЛЕНИИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА И ОСНОВАНИЯ МЕТОДОМ НАПОРНОЙ ИНЪЕКЦИ 1
2.1. Методика, способы и приборы, используемые при проведении экспериментальных исследований.
2.2. Исследование характера взаимодействия твердеющего раствора с грунтами, упрочненными напорной инъекцией
2.3. Исследования технологических параметров и влияния напорной инъекции на изменение механических характеристик грунтового массива

2.3.1. Исследования по определению оптимальной конструкции инъектора

2.3.2. Экспериментальная проверка существующей методики определения объема инъектируемого раствора.
2.3.3. Разработка методики контролирования изменения характеристик грунтового массива после усиления
2.3.4. Исследование влияния включений затвердевшего раствора на изменение механических характеристик грунтового массива
2.4. Определение прочностных характеристик грунтов земляного
полотна, усиленного методом напорной инъекции.
2.5. Разработка методики подбора состава инъектируемых растворов
Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. РЕКОМЕНДАЦИИ К РАСЧЕТУ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА, УСИЛЕННОГО НАПОРНОЙ ИНЪЕКЦИЕЙ
3.1. Определение параметров сжимаемости армированного инъектированным раствором грунта
3.2. Метод расчета напряжений в окрестности инъектированного в грунт раствора
3.3. Определение объема раствора при заданном давлении инъектирования
3.4. Определение давления инъектирования, при котором происходит
поднятие поверхности.
Выводы по главе
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СПОСОБА УСИЛЕНИЯ ГРУНТОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА, МЕТОДА КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА.
4.1. Методика проектирования усиления земляного полотна методом напорной инъекции
4.2. Способ усиления земляного полотна методом напорной инъекции
4.3. Диагностика и контроль качества упрочнения грунтового массива
4.4. Исследование и внедрение предложенных методики и способа при усилении земляного полотна
4.5. Расчет напряженнодеформированного состояния земляного полотна методом конечных элементов.
4.6. Оценка экономической эффективности усиления земляного полотна
методом напорной инъекции.
Выводы по главе
Заключение.
Библиографический список.
Приложение.
ВВЕДЕНИЕ


Наиболее характерными деформациями основной площадки являются балластные углубления, связанные с уменьшением сил сопротивления внутри грунтового массива ухудшение физикомеханических свойств грунтов земляного полотна, основания или прилегающего массива, суффозия, мерзлотные процессы и явления и др. Нередко в основной площадке земляного полотна образуются углубления, заполненные балластом, называемые в зависимости от формы и локализации, балластными корытами, ложами, мешками, гнездами и карманами. Такие деформации образуются изза вдавливания в глинистый грунт земляного полотна под основной площадкой в зоне максимального действия динамических и статических нафузок. При попадании в замкнутые углубления воды происходит се инфильфация в окружающие глинистые грунты . Балластные корыта локализуются под шпалами, представляют собой замкнутые углубления размером 0,,2 м. Их образование связано с недостаточной толщиной балластного слоя под шпалами и недостаточной несущей способностью грунта основной площадки. Развитие балластных корыт вглубь и вдоль пути усиливается при застое в них воды, а также при увеличении осевых нафузок и частоты динамического воздействия на фунт. Балластные корыта при их развитии могут перерастать в балластные ложа. В длительно эксплуатируемых насыпях, особенно с неоднородным геологическим сложением, балластные ложа могут иметь вытянутые углубления, называемые карманами, или отдельными балластными гнездами. Карманы обычно развиваются в глубину и в сторону откосов, так как грунты в зоне откосов подвергаются зимнему промерзанию и являются болсс влажными, имеют меньшую плотность, чем грунты ядра насыпи. При углублении балластного ложа изза малой плотности грунта или попадания в насыпь слабых грунтов может образоваться балластный мешок. К балластным мешкам относятся изолированные друг от друга углубления со значительным поперечным сечением в глинистых грунтах, слагающих основную площадку и тело земляного полотна . Образовавшись, балластные мешки интенсивно развиваются над водопропускными трубами в связи с засыпкой прогалов над трубами уже после окончания отсыпки насыпи на подходе без достаточного уплотнения грунта 4. Согласно исследованиям, выполненным в МГУПСе под руководством профессора Е. С. Ашпиза , наличие развитых балластных мешков может привести к образованию оплыва откоса насыпи. Вырезка балластных корыт и лож односторонней или двусторонней срезкой глинистого грунта с заменой дренирующим. Сооружение поперечных дренажных прорезей или кротового дренажа. Укладка геотекстиля и пленочного материала в основание балластного слоя с поперечным уклоном 0,, что исключает попадание дождевой воды на поверхность земляного полотна. Инъецирование в балластные мешки и гнезда вяжущих растворов для прекращения доступа воды к ним. Анализ ранее выполненных работ показывает, что наиболее эффективные мероприятия, обеспечивающие надежную эксплуатацию земляного полотна, могут быть реализованы только при его возведении или капитальном ремонте, связанном с остановкой движения и заменой фунта насыпи на дренирующие грунты. Осушение основной площадки земляного полотна с помощью устройства поперечных прорезей дает, как правило, кратковременный эффект. Кольматация пор дренирующего материала пылеватоглинистыми частицами приводит к падению его фильтрационных свойств. Для успешной нейтрализации деформаций, вызванных переувлажнением грунтов, требуется установка постоянно действующих дренажных устройств. Большим шагом вперед с точки зрения повышения стабильности земляного полотна стало широкое использование при строительстве и ремонте геотекстильных материалов и экструдированных пенополистиролов . Однако устройство противофильтрационных, капилляропрерывающих и теплоизолирующих слоев производится во время реконструкции или капитальном ремонте с заменой основной площадки. Отсыпка берм и контрбанкетов является надежным способом повышения устойчивости откосов, однако они требуют больших объемов кондиционных фунтов и занимают значительные площади культурных земель в поле отвода, что ограничивает их применение.