Конструктивно-технологические решения устройств водоотвода для земляного полотна железных и автомобильных дорог на вечной мерзлоте

• Автор: Юсупов, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 192 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Основные факторы, влияющие на изменение температуры

вечномерзлых грунтов оснований железных и автомобильных дорог. Роль водоотвода в обеспечении стабилизации температурного режима.
1.2. Обзор известных технических решений систем водоотвода и основных работ, выполненных в этой области. Актуальность,

цель и задачи работы

1.3. Методика исследований

2. РОЛЬ ВОДООТВОДА В ФОРМИРОВАНИИ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЙ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОША.
2.1. Влияние изменения уровня грунтовых вод на температурный режим подстилающих вечномерзлых фунтов постановка
задачи.
2.2. Климатические и мерзлотногрунтовые особенности юговосточной части криолитозоны России. Основные исходные данные для
теплофизических расчетов.
2.3. Исследования влияния изменения среднегодового уровня фунтовых вод на температурный режим подстилающих
V вечномерзлых фунтов.
2.4. Исследования влияния сезонного изменения уровня фунтовых вод на температурный режим подстилающих вечномерзлых фунтов.
2.5. Выводы по главе 2.
3. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ В СИСТЕМЕ ЗЕМПОЛОТНО ВОДООТВОДНАЯ КАНАВА ПРИЛЕГАЮЩАЯ ТЕРРИТОРИЯ В ЦЕЛОМ
И В ОТДЕЛЫ 1ЫХ ЕЕ ЭЛЕМЕНТАХ
3.1. Температурный режим отдельной канавы
3.2. Температурный режим в системе земполотно канава прилегающая территория.
3.3. Формирование температурного режима на стыках естественной поверхности, земполотна и водоотводной канавы
3.4. Предложения по конструктивному решению водоотводной канавы
на льдонасыщенных грунтах.
3.5. Выводы по главе 3.
4. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ НАСЫПИ ПРИ НАЛИЧИИ
ФИЛЬТРАЦИИ ВОДЫ
4.1. Опыт использования фильтрующих насыпей в юговосточной части криолитозоны.
4.2. Разработка методики расчета фильтрующей насыпи на ЭВМ температурного режима насыпи с учетом переноса тепла фильтрующей водой
4.3. Разработка конструкции насыпи большой высоты с дренирующей
прорезыо.
4.4. Разработка конструкции фильтрующей выемки
4.5. Выводы по главе
5. ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗВНДННИЯ ВОДООТВОДНЫХ СООРУЖЕНИЙ
5.1. Особенности возведения водоотводных сооружений на высокопросадочных грунтах
5.2. Разработка способа возведения водоотводных канав самоуглубляющегося типа.
5.3. Формирование искусственных полос стока.
5.4. Разработка бесканавного способа водоотвода.
5.5. Выводы и рекомендации по главе 5.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Многолетние исследования по проблеме выяснения степени влияния различных природноклиматических и конструктивнотехнологических факторов на устойчивость насыпи в районах вечной мерзлоты позволяют утверждать что во всех случаях, за исключением фильтрующих насыпей и дренирующих прорезей, отсыпанных на полную высоту из фракционного скального грунта, даже еле заметное просачивание поверхностной воды вдоль или поперек тела насыпи, вызывает необратимое повышение первоначальной температуры грунтов оснований и их многолетнее оттаивание, что сопровождается развитием длительных и неравномерных осадок и просадок пути рис. Среднегодовая температура грунтов в основании насыпей с фильтрацией воды в зоне действия фильтрационного потока имеет положительные значения рис. К числу наиболее эффективных мероприятий по ликвидации деформаций земляного полотна, обусловленных фильтрацией поверхностной воды в основании, относятся, прежде всего, такие известные мероприятия, как своевременное устройство с нагорной стороны дороги водоотводной канавы. Рис. Дальневосточная ж. Рис. То 3С мерзлоты Дальневосточная железная дорога, участок ТындаДипкун, км а, б температурные поля в основании и теле насыпи на г. Рис. Мерзлотнолитологический разрез насыпи а, подвергшейся многолетней осадке до 1,5 м, обусловленной отепляющим воздействием фильтрации поверхностной воды АмуроЯкутская магистраль, участок Чулъманст. Хатыми, км пк а, б температурные поля в основании и теле насыпи г. Рис. Мерзлотнолитологический разрез насыпи а, подвергшейся многолетней осадке до 1,5 м, обусловленной оттаиванием вечномрзлых грунтов под отепляющим воздействием фильтрации поверхностной воды Дальневосточная ж. ЛарбаЛумбир, км пк 4 а, б температурные поля в основании и теле насыпи по состоянию па г. Для иллюстрации сказанного наиболее подходящим является следующий пример. Показанный на рис. Эта насыпь была отсыпана зимой г. Могот. Высота насыпи 2,0 м. С верховой ее стороны имеется берма высотой 1,0 м и шириной 3,0 м. Температура вечномерзлых грунтов в пределах мари 3,5 С. В июне г. Одна из них скв. В первые два года после отсыпки насыпи водоотводной канавы на данном объекте не было, в результате чего в основании насыпи на участке пересечения полосы стока было отмечено просачивание поверхностной воды через тело насыпи. Наличие столь незначительною потока привело к тому, что глубина сезонного оттаивания грунтов в сечении по оси насыпи в центре полосы стока по состоянию на г. Осадка насыпи в границах полосы стока за два теплых сезона, прошедших с момента ее отсыпки достигла 0,5 м, а на подходе к полосе стока, на участке без фильтрации воды 0,2 м. Среднегодовая температура грунтов в основании насыпи с наличием маломощного фильтрационного потока на глубине 2,0 м от верха основной площадки за период . С. В дальнейшем, по истечении еще одною года . О 9. Ю7 г Л ИЮ. О9г г о9 г Щ5 Ю. Ю.и. Рис. Схематическая блок диаграмма насыпи, пересекающей полосу стока. Распределение по глубине среднегодовой температуры грунтов в сечениях по оси насыпи в центре полосы стока скв. Дальневосточная ж. С. В сентябре г. Фильтрационный поток в основании насыпи был ликвидирован, что привело к инверсии знака среднегодовой температуры грунтов в зоне фильтрации рис. Таким образом, устройство водоотводной канавы в данном случае привело к ликвидации возможной многолетней осадки земляного полотна, обусловленной отепляющим влиянием фильтрации поверхностной воды на термику подстилающих насыпь грунтов. Следует отметить, что в настоящее время фильтрация поверхностной воды в основании земляного полотна является одной из главных причин развития массовых деформаций насыпей, возведенных в сложных мерзлотногрунтовых условиях на БайкалоАмурской железнодорожной магистрали рис. Обусловлено это, прежде всего, рядом серьезных ошибок, допущенных при проектировании водоотводных устройств на участках, отличающихся большой сложностью геокриологической обстановки. К числу таких ошибок относятся отказ от применения водоотводных канав на участках трассы, сложенных вечномерзлыми грунтами IV категории просадочности с наличием подземного льда, залегающего в непосредственной близости к дневной поверхности значительное удаление канав от земляного полотна размещение канав в пазухах, засыпанных дренирующим фунтом незарегулированность русел искусственных сооружений и отсутствие выпусков воды из подмостовых застойных озер и т. Отмеченные выше упущения и упрощения в деле осуществления надежного перехвата и отвода поверхностной воды от земляного полотна, возведенного в экстремальных мерзлотнофунтовых условиях БАМ, послужили
Рис.