Устойчивость дорожных конструкций на слабом грунтовом основании при динамических воздействиях

• Автор: Андреева, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 147 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

1. АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОЦЕНКЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

ПОДВИЖНОЙ НАГРУЗКИ НА ДОРОЖНЫЕ ОДЕЖДЫ НА СЛАБОМ ГРУНТОВОМ ОСНОВАНИИ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ исследований но оценке воздействия подвижной нагрузки

на дорожные конструкции на слабом грунтовом основании

1.2. Общие сведения о работе слабых грунтовых оснований. .

1.3. Анализ методик расчета земляного полотна на торфяном основании

по критерию допустимых амплитуд и ускорений колебаний

1.4. Цель и задачи исследования

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВ АИЕ ДИАМИЧЕСКОГО

ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОДВИЖНОЙ НАГРУЗКИ НА ДОРОЖНУЮ КОНСТРУКЦИЮ НА СЛАБОМ ГРУНТОВОМ ОСНОВАНИИ.
2.1. Предпосылки к разработке модели дорожной конструкции на
слабом грунтовом основании.
2.2. Расчетная схема системы дорожная одежда земляное полотно
слабое грунтовое основание
2.3. Жесткость дорожной конструкции
2.4. Движение груза по плите, лежащей на упругом основании.
2.5. Время действия подвижной нагрузки.
2.6. Физическая сущность динамического разрушения слабого грунта.
2.7. Предпосылки к динамическому расчету дорожных конструкций
на слабом грунтовом основании
2.8. Выводы по главе 2.
3. ОЦЕНКА ДОСТОВЕРНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ДАННЫМ УСКОРЕНИЙ КОЛЕБАНИЙ СЛАБЫХ ГРУНТОВ
3.1. Экспериментальные исследования деформационных характеристик дорожных одежд под воздействием подвижных и ударных нагрузок
3.2. Адекватность математической модели экспериментальным данным
ускорений колебаний слабых грунтов.
3.3. Выводы по главе 3
4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА УСТОЙЧИВОСТИ ДОРОЖНЫХ
КОНСТРУКЦИЙ НА СЛАБОМ ГРУНТОВОМ ОСНОВАНИИ ПРИ ДИНАМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ.
4.1. Прочность водонасыщенных песков при динамическом воздействии
4.2. Обоснование методики расчета устойчивости дорожных конструкций на слабом грунтовом основании при динамическом воздействии
4.3. Техникоэкономический расчет высоты насыпи на слабом грунтовом основании
4.4. Выводы по главе 4
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ .
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Совершенствование подвижного состава движения, увеличение скоростей транспортных потоков требуют строительства автомобильных дорог, способных сохранять высокие транспортно-эксплуатационные показатели на протяжении всего срока их службы. С возрастанием скорости движения транспорта увеличивается скорость нагружения дорожных одежд, которая становится близкой к импульсивной. При таких нагрузках напряженно-деформированное состояние конструктивных слоев дорожной одежды и грунта земляного полотна значительно отличается от статического. К слабым следует относить связные фунты, имеющие прочность на сдвиг в условиях природного залегания менее 0,5 МПа (при испытании прибором вращательного среза) или модуль осадки более мм/м при нагрузке 0, МПа, а модуль деформации ниже 5,0 МПа. К слабым грунтам относится торф и заторфованные грунты, илы, сапропели, глинистые грунты с показателем текучести свыше 0,5, иольдиевые глины, грунты мокрых солончаков []. Как отмечается в работе [], слабые фунты характеризуются пониженной жесткостью - их модуль упругости обычно до 5 МПа. При толщине верхних стабильных слоев дорожной конструкции 1м, рассчитанный по [], общий модуль упругости основания, подстилающего асфальтобетонные слои, составляет - 0 МПа, что в 2 - 3 раза меньше, чем для дорожных одежд с обычными грунтами в основании. Это подтверждается штамновыми натурными испытаниями дорог с переувлажненными грунтами и прослойками торфа. Однако, натурными наблюдениями установлено, что в определенных условиях, при достаточно устойчивых несущих слоях основания, асфальтобетонные покрытия толщиной 8- см под воздействием движения автомобильного транспорта хорошо сопротивляются трещинообразованию. Для таких дорожных одежд характерны повреждения, связанные прежде всего с неравномерными объемными изменениями в грунтовом массиве (просадки, морозное пучение) и, практически, не зависящие от толщины асфальтобетонных слоев. Несогласованность данных расчетов и натурных наблюдений обусловлена несовершенством методики приведения многослойной дорожной одежды к двухслойной, с заменой нижних слоев однородным эквивалентным по жесткости полупространством: эквивалентность оснований по упругому прогибу по оси нагружения не обеспечивает эквивалентности по растягивающим напряжениям, действующим в верхнем слое. Чтобы исключить возможные расчетные погрешности, многослойную дорожную одежду следует приводить к расчетной модели для каждого из критериев прочности в отдельности. Была выявлена особенность изгиба верхнего слоя в трехслойной системе: при определенных параметрах двух верхних слоев расчетное максимальное растягивающее напряжение в верхнем слое не зависит от жесткости нижнего полупространства; оно такое же, как в двухслойной системе с нижним полупространством из материала промежуточного слоя []. Такая закономерность позволяет выделить в конструктивных слоях основания и земляного полотна «активную зону», влияющую на максимальные растягивающие напряжения в покрытии и принимаемую в расчете при назначении модуля упругости нижнего полупространства в эквивалентной двухслойной системе. Результаты расчетов подтверждают положение о том, что в толще слоев основания и земляного полотна можно выделить «активную зону», оказывающую влияние на расчетные растягивающие напряжения в покрытии, а жесткость нижележащих слоев на эти напряжения не воздействует []. МПа. Рис. Таким образом, пониженная жесткость слабых грунтов, лежащих ниже «активной зоны», не влияет на требуемую толщину асфальтобетонного покрытия. Кроме того, пониженная жесткость земляного полотна не воздействует на результаты расчетов прочности на сдвиг подстилающего песчаного слоя и, следовательно, на необходимую общую толщину верхних слоев дорожной одежды. Особого внимания требуют пониженная сдвинеустойчивость слабых фунтов и их склонность к просадкам. В заключении работы [] отмечается, что для повышения трещи неустойчивости асфальтобетонного покрытия необходимо снизить его требуемую толщину из условия прочности на изгиб, за счет увеличения средневзвешенного значения модуля упругости слоев «активной зоны».