Совершенствование мероприятий по повышению эксплуатационной надежности водопропускных труб на автомобильных дорогах Республики Тыва

• Автор: Донгак Джамиль Айыр-Санааевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Особенности географического положения и характеристика природноклиматических условий Республики Тыва
1.2. Состояние и проблемы повышения сроков службы водопропускных труб на автомобильных дорогах Республики Тыва.

1.3. Наледи, их воздействия на водопропускные трубы и методы борьбы с ними

1.4. Морозное пучение, условия его проявления и воздействие на водопропускные трубы

1.4.1. Противопучинные мероприятия и их применимость

1.5. Критическая оценка и условия применения полистирольных пенопластов в дорожнотранспортном строительстве.

1.6. Температурный режим грунтов в зоне водопропускной трубы

1.6.1. Моделирование процессов теплообмена и методы решения задач теплопроводности в фунтах.
1.7. Выводы, постановка задач исследования.
ГЛАВА И. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ГРУНТОВ ВОКРУГ ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ В НИХ УТЕПЛИТЕЛЯ ПОЛИСТИРОЛА
2.1 Численное решение задачи теплопроводности в фунтах окружающих водопропускную фубу в одномерной постановке
2.1.1. Численное решение задачи теплопроводности в фунтах окружающих ВПТ в трехмерной постановке
2.2. Результаты теоретических исследований температурного режима фунтов вокруг водопропускной трубы.
2.3. Определение НДС морозоопасных грунтов и оценка ее воздействия на конструкции ВПТ
2.3.1. Деформация морозоопасного фунта насыпи и основания ВПТ при промерзании и оттаивании
2.3.2. Оценка устойчивости элементов водопропускной фубы при промерзании пучинистых фунтов насыпи и основания
2.3.3. Оценка величин деформации пучинистых фунтов основания ВПТ при их промерзании
2.3.4. Оценка усилий в конструкциях водопропускной трубы при промерзании пучинистых фунтов ее основания.
2.4. Выводы.
ГЛАВА III. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ В КРИОЛИТОЗОНЕ.
3.1. Анализ достоинств и недостатков конструктивных решений ВПТ эксплуатируемых в суровых климатических условиях.
3.1.1 Обоснование применения в условиях сурового климата металлических гофрированных труб МГТ.
3.1.2 Практика применения полистирольных пеноиластов в транспортном строительстве.
3.2.Новые конструктивные решения с применением полистирольных пе
нопластов в консфукциях ВПТ.
З.З.Обоснование технологических решений при использовании полистирольных пенопластов в конструкциях ВПТ.
3.4. Выводы
ГЛАВА IV. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Практические рекомендации по внедрению новых конструктивных решений ВПТ с полистирольными пенопластами в суровых климатических условиях.
4.2. Техникоэкономическая эффективность использования полистирольных пенопластов в конструкциях водопропускных труб.
4.3. Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Таким образом, суровый климат республики благоприятствует широкому развитию таких криогенных процессов как наледи, морозные пучения и высокотемпературные вечномерзлые фунты, которые в свою очередь отрицательно влияют на эксплуатационную надежность водопропускных труб. Состояние и проблемы повышения сроков службы ВПТ на автомобильных дорогах Республики Тыва. В ведении управления автомобильных дорог Тываавтодор Республики Тыва РТ находится водопропускные трубы, что составляет ,9 от общего количества мостовых сооружений. Анализ данных о сфоительстве и эксплуатации водопропускных труб в республике показывает, что более из них деформируются и имеются низкие, не соответствующие техническим условиям показатели надежности. Непосредственное влияние на окружающие водопропускные трубы фунты низкой офицательной температуры и значительных их колебаний, в том числе в совокупности с увлажнением вызывают активизацию природных явлений как наледи и морозное пучение рис. По данным В. А. Дементьева наледи образуются у всех фуб на дорогах Тываавтодора, и большое количество из них закупориваются наледным льдом. Это является препятствием для стока весенних паводковых вод. При низких насыпях это часто приводит к размыву прилегающих к фубам участков дороги рис. Одним из неблагоприятных факторов сурового климата является морозное пучение фунтов на автомобильных дорогах и, особенно у водопропускных фуб. Рис. Рис. Входной оголовок железобетонной трубы на км автодороги Чадаана Хандагайты. Отверстие трубы на части высоты закупорено наледью. Ноябрь, г. Подобные силовые воздействия приводят к тому, что трубы на автодорогах республики в значительно большей степени и чаще в 2 4 раза подвержены различным деформациям, чем в обычных условиях умеренный климат 1. По этой причине долговечность ВПТ эксплуатируемых в Тыва в 2 3 раза ниже, чем в обычных условиях, кроме того, характерно повышение эксплуатационных расходов по содержанию труб . Все это снижает ряд существенных преимуществ водопропускных труб в сравнении с малыми мостами и ставит их в один ряд по техникоэкономическим показателям ТЭП. Данные проблемы эксплуатации труб в условиях РТ требуют применения в проектах новых конструктивнотехнологических решений, эффективных строительных материалов полистирол, геотекстиль и др. Российской Федерации и за рубежом ,, ,. Эксплуатационная надежность ВПТ может быть обеспечена только правильным учетом при проектировании местных условий, включающих в себя характеры водотоков, инженерногеологические и гидрогеологические условия, а также дополнительные факторы наледи и морозное пучение грунтов 6, 7. Наледи и морозное пучение фунтов, в максимальной степени влияющие на эксплуатационную надежность ВПТ, в большей степени зависят от температуры, они взаимосвязаны и действуют на элементы водопропускных труб одновременно, дополняя и увеличивая действие одного другим. Далее в работе рассмотрены природа этих явлений и их воздействия на конструкции ВПТ. Большой вклад в исследовании наледей внесли Л. В. Львов, М. Г. Петров, Н. И Толстихин, Б. В. Зонов, В. П. Швецов и другие. Вопросами прогнозирования размеров наледей занимались Б. М. Большаков, А. М. Крюков, В. А. Дементьев и др. В случае, если воде нет выхода на дневную поверхность, например, под слоем мерзлого фунта или льда, как это обычно и происходит на водоемах, то образуется глубинная наледь рис. Рис. Характерные схемы образования наледей поверхностных вод а излияние налсдсобразующей воды на перекате б схематический продольный разрез горной реки с образованием наледей 1 поток речной воды 2 речной ледяной покров 3 филырующий слой аллювия 4 водоупор 5 место выхода напсдсобразующихся вод на поверхность 6 наледный лед 7 мерзлотная перемычка 8 наледный бугор. Из современных исследователей проблемой наледеобразования занимались Д. М. Меркулов, Е. А. Румянцев, С. М. Большаков, В. А. Дементьев, А. И. Кузьминых , В. Г. Кондратьев и др. Образование наледей сложный физикомеханический процесс, который зависит от многих природных и техногенных факторов. Главными из них являются геологическое и мерзлотногидрологическое строение напедного участка, температура воздуха, осадки, рельеф местности, экспозиция склонов, нарушение природных условий строительными и другими работами.