Формирование защитных слоев железнодорожного земляного полотна с применением щебеночно-песчаных смесей

• Автор: Козлов, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 215 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Земляное полотно как геотехническая подсистема железнодорожного пути. Анаше характерных повреждений основной площадки земляного пешша

1.2. Критерии и методы оце ши качества железнодорожного землш юго пешп

1.2.1. Оценка и аналюповрсздсммОПЗП с помошыосистсмшпо метода.

1.2.2. Модуль деформации как критерий качества уплотнения конструктивных слоев земляного полотна

1.2.3. Основные метода определения модуля деформации в палевых условиях.

1.3. Современные направления и методы повышения прочности, устойчивости и стабильности основной площадки земляного полотна. Анализ отечественного и зарубежного опыта
1.3.1. Защитные слои для усиления основной площадки земляного полотна. Требования к защитному слою на железных дорогах
1.3.2. Опыт сооружения защитных слоев земляного полотна на железных дорогах мира.
1.3.3. Зернистые материалы и геосинтетика в конструкциях переменной жесткости на подходах к искусственным сооружениям
1.3.4. Опыт применения объемных ггорешеток дня усиления основания пуш
1.4. Основные выводы по главе цель, основные направления и постановка задач исследований.
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ МОДЕЛИРОВАНИЯ УПЛОТНЕННЫХ ГРУНТОВЬиССШСЕЙКАКЗЕРНИСГЫХСРЩ
2.1. Струкзура зернистого грунта с фюикоеханической точки зрения.
2.2. Ретроспективный обзор опыта исследований физикомеханических свойств дисперсных грунтов в зависимости от их зернового состава.
2.2.1. Гранулометрический состав и основные гранулометрические характеристики грунта.
2.2.2. Влияние неоднородности гранулометрического состава грунта на его плотность и спхюбнхтькупштненито.
2.3. Постановка и решение тестовой задачи прогнозирования оптимального зернового состава песка
2.4. Определение расчетной плотности песков и щебеночнопесчаных 1равийнопесчаныхсмесей
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАТИВНЫХ СВОЙСТВ РАЗЛИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА .
3.1. Обзор гранулометрических составов смесей, применяемых в дорожном строительстве
3.2. Подбор смесей ркхудюродюго состава и определение их плслносш.
3.3. Испытания конструкций земляного полона.
3.3.1.1 очередь испытаний
3.3.2. II очередь испытаний.
3.4. Выводы и ршенлдции в сосптствш с результатами экегкрименгов.
ГЛАВА 4. СООРУЖЕНИЕ ОПЫТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗАЩИТНОГО СЛОЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА НА УЧАСТКЕ IIIПУТИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО КОЛЬЦА ВНИИЖТНЛ СТ. ЩЕРБИНКА МОСКОВСКОЙ Ж.Д
4.1. Общие положения
4.2. Конструъл земляюго полол и оа ювного эксперимешалыюго i.
4.2.1. Основание и нижняя часть насыпи
4.2.2. Защитный слой в рабочей зоне ЗП.
4.2.3. Расчет деформационных характеристик защитного слоя
4.3. Технология производства работ по сооружению защитного слоя земляного полотна .
4.3.1. Устройство защитою слоя ю щебеночнопесчаной смсси
4.3.2. Устройство защитного слоя с применением цементации
4.4. Сравнение вариантов конструкций защитного слоя.
ГЛАВА 5. СООРУЖЕНИЕ АРМОГРУНТОВОЙ КОНСТРУКЦИИ И ЗАЩИТНОГО СЛОЯ НА ПОДХОДЕ К МОСТУ ЧЕРЕЗ Р.ТЫСЬЯ НА 7КМ УЧАСТКА РЯЗАНЬ КУСТАРЕВКА МОСКОВСКОЙ Ж.Д
5.1. Общая часть.
5.1.1. Состояние вопроса.
5.1.2. Геоморфология и геологическое строение территории
5.1.3. Верхнее строение пути.
5.1.4. Железнодорожные мосты.
5.2. Конструкция армогрунтовой подпорной стенки, мягкого въезда и защитного слоя
5.2.1. Особенности конструкции насыпи подхода к мосту
5.2.2. Особенности конструкции защитного слоя насыпи.
5.3. Технология устройства армогрунтовых стенок и конструкций переменной жесткости мягкий въезд.
5.3.1. Требования к материалам.
5.3.2. Этапы работ при устройстве армогрунтовых стенок, насыпей подхода и мягкого въезда.
5.3.3. Порядок проведения работ при изготовлении щебеночнопесчаной смсси и отсыпке защитного слоя земляного полотна.
5.4. Выводы по результатам научнотехнического сопровождения при строительстве объекта
ГЛАВА 6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСИЛЕНИЮ ОСНОВНОЙ ПЛОЩАДКИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
6.1. Общие положения.
6.2. Прогнозирование максимальной плотности грунтов защитного слоя. СЬпоставлетше величин крупностиИКМК.
6.3. Прогнозирование деформативных свойств грунтов защитного слоя. Взаимосвязь модулей деформации Е и 2 Е и Е
6.4. Проектирование защитного слоя ЗП
6.4.1. Подбор грантаетрксшто состава песка из условия крупности.
6.4.2. Определение расчетных границ гранулометрического состава для различных групп песка.
6.4.3. Подбор оггшмального состава смсси для сооружения зашитого слоя.
6.4.4. Пример назначения конструкции защитного слоя ЗП
6.4.5. Определение требуемых гранулометрических характеристик смеси для
защитного слоя.
6.5. Теоретические предпосылки и технатогические особенности искусствешюго уплощения зернистых грунтов применительно к щебеночнопесчаным смесям
6.6. Оценка экономической эффективности
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТА ТАМ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Таким способом формируются защитные и распределительные слои или призмы в грунтовом массиве земляного полотна с требуемыми физикомеханическими характеристиками грунта. Конструкции земляного полотна, включающие элементы усиления из модифицированного грунта и геосинтетических материалов называются композитными. Однако в действующих нормах и методических документах отсутствуют четкие указания по подбору составов и технологии формирования защитных слоев из гранулированных грунтовых смесей при возведении композитных конструкций железнодорожных насыпей. Не установлены рациональные геометрические размеры распределительных слоев и размеров частиц применяемого грунтазаполнителя по условию достижения требуемого модуля деформации системы грунтгеорешетка. Восполнение этого пробела является основной целью исследования. Проблемы уплотнения насыпных грунтов изучали многие специалисты В. М.Безрук, А. К.Бируля, Ю. М.Васильев, М. Н.Гольдштейн, В. Д.Казарновский, М. П.Костельов, Н. Н.Маслов, Л. Т.Роман, А. Я.Тулаев, Н. Я.Хархута, Л. Форссблад, Г. М.Шахунянц, Т. Г.Яковлева и др. Свойства намывных грунтов исследовали Б. А.Волнин, В. А.Мелентьев, ДЛ. Меламут и др. Е.С. Ашпиза, Л. С.Блажко, В. В.Виноградова, В. И.Грицыка, С. Г.Жорняка, П. Г.Пешкова, В. П.Титова, С. В то же время, получившие в последние лет направления совершенствования методов и технологий повышения качества земляного полотна, в частности, применение защитных слоев из модифицированных грунтов, в том числе, с применением объемных георешеток, не имеют пока достаточных научнометодических обоснований. Анализ работ, посвященных решению задач усиления земляного полотна, выявил наличие противоречий в выводах некоторых авторов по поводу влияния геометрии ячеек георешеток на общий модуль деформации усиленного земляного полотна и отсутствие четких рекомендаций по выбору и изготовлению оптимальных зерновых смесей для устройства защитных слоев из песчаногравийных и щебеночнопесчаных смесей. Разрешение выявленных противоречий возможно на основе системного подхода, основанного на рассмотрении земляного полотна как многокомпонентной термодинамической системы, параметрами состояния которой можно и необходимо управлять одновременно на сопряженных микро, мезо и макроуровнях иерархии пространственной организации системы материал грунт конструкция земляное полотно сооружение дорога окружающая среда М. В.Рац, , М. Н.Гольдштейн, , А. А.Цернант, . На микроструктурном уровне применение кондиционных материалов грунтов, геосинтетиков, модифицирующих добавок или их технологическую модификацию с целью доведения до необходимой кондиции. На макроструктурном уровне организационнотехнологические решения по возведению сооружения и, при необходимости, коррекцию плана и профиля дороги и назначение защитных и регулирующих устройств, обеспечивающих наиболее благоприятные условия работы грунтового массива земляного полотна при расчетных внешних природных и техногенных технологических и эксплуатационных воздействиях. Критериями для оценки повреждений ОП по 0, 1, их анализа и принятия решений об их устранении являются прочность, устойчивость и стабильность ЗП. В контексте задачи улучшения деформационных характеристик грунтов в подбалластной зоне прочность характеризует способность материалов ЗС не разрушаться при заданных значениях напряженнодеформируемого состояния грузонапряженность линии, скорость движения поездов, максимальная Ртах и средняя Рср осевая нагрузка. Устойчивость условие равновесия сил, воздействующих на конструкции сооружений и реакций отклика конструкций на эти воздействия. Устойчивость характеризует способность конструкции ЗП сохранять под нагрузками проектную геометрию. Стабильность первая производная но времени от основных параметров состояния сооружения, т. ЗП или свойств грунтов. Стабильность характеризует скорость изменения во времени контролируемых параметров состояния сооружения ЗП и, следовательно, текущие затраты ресурсов на поддержание этих параметров в допустимых пределах, определяемых требованиями безопасности движения эксплуатационные затраты.