Способы понижения температуры вечномерзлых грунтов на железных и автомобильных дорогах путем применения каменной наброски

• Автор: Минайлов, Гавриил Павлович
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 194 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

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

1.1. Особенности строительства железных дорог в юговосточной

части криолитозоны России. Актуальность работы

1.2. Каменная наброска одно из эффективных мероприятий по

стабилизации температурного режима тела и оснований инженерных сооружений. Цель и задачи работы

1.3. Методика исследований.

2. ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ КАМЕННОЙ НАБРОСКИ

2.1. Принцип работы и возможные конструктивные решения

2.2. Экспериментальные исследования на полигонах в

Сковородино и Тынде
2.3. Анализ общих особенностей работы каменной наброски
2.4. Выводы по главе 2.
3. ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ РАЗЛИЧНЫХ КАМНЕНАБРОСНЫХ
КОНСТРУКЦИЙ
3.1. Разработка конструкций и технологии возведения камненабросных конструкций.
3.2. Многолетние наблюдения за температурным режимом тела и оснований сооружений, возведенных с использованием
каменной наброски
3.3. Математическое моделирование с использованием ЭВМ тепло
физических процессов в железнодорожной насыпи с каменной отсыпкой на откосах с толщиной отсыпки до 0,5 м.
3.4. Математическое моделирование с использованием ЭВМ тепло
физических процессов в железнодорожной насыпи с каменной отсыпкой на откосах толщиной 0,7 м
3.5. Выводы по главе 3
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ТЕМПЕРАТУРНОГО
РЕЖИМА СООРУЖЕНИЙ С КАМЕННЫМИ НАБРОСКАМИ
4.1. Температура поверхности на откосах по подошве каменной
наброски
4.2. Учет каменной наброски на откосах корректировкой
коэффициентов теплоотдачи. Условные коэффициенты теплопроводности каменной наброски.
4.3. Особенности изменения характера теплообмена при изменении
толщины наброски
4.4. Разработка основных положений расчета на ЭВМ каменной
наброски на откосах с учетом тепловых потоков в наброске, направленных параллельно откосу.
4.5. Выводы по главе 4
5. ВНЕДРЕНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ СПОСОБОВ СТАБИЛИЗАЦИИ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ТЕЛА И ОСНОВАНИЙ ЗЕМПОЛОТНА С ПРИМЕНЕНИЕМ КАМЕННОЙ НАБРОСКИ
5.1. Экономическая эффективность применения скальных набросок для повышения тепловой устойчивости земляного полотна и ИССО в районах вечной мерзлоты
5.2. Реализация и апробация работы
5.3. Выводы по главе 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


К глубокому сожалению, результаты этих обследований не стали достоянием широкого круга специалистов, работавших над решением различных аспектов проблемы транспортного освоения территории с наличием вечномёрзлых пород, поэтому сформированная в начале -х годов концепция о поднятии и внедрении верхней границы мерзлоты в тело высоких насыпей оставалось господствующей вплоть до -х годов XX века. В дальнейшем, по мере развития инженерного мерзлотоведения и накопления новых фактических данных о тепловом состоянии грунтов в теле и основании высоких насыпей в районах вечной мерзлоты, представления о взаимодействии таких насыпей с атмосферой и грунтами основания претерпевают существенные изменения. В г. H.A. Цуканов [7] завершает многолетние исследования по разработке методики расчёта температурного режима насыпей на гидравлическом интеграторе и выполняет первые расчёты по определению температурных полей в основании и теле насыпи высотою ,0 м, отсыпанной из суглинистого фунта на мари травяной кочки в районе г. Сковородино. Анализируя результаты расчётов, H. A. Цуканов указывает, что температурный режим насыпей, сооружаемых в южных районах распространения многолетнемёрзлых фунтов, отличается неустойчивостью и реагированием на любые изменения внешних условий теплообмена. С.А. Замолотчикова [], работая над решением проблемы прогноза изменения мерзлотно-грунтовых условий под насыпями различной высоты, пришла к заключению, что в районах южной зоны распространения вечномёрзлых пород, охватывающих бассейн реки Ангары, Прибайкалье, Забайкалье, Приамурье и юг Дальнего Востока с ростом высоты насыпей увеличивается вероятность многолетнего оттаивания вечномёрзлых пород в их основании. Путём решения серии теплотехнических задач на электроинтеграторе С. А. Замолотчикова определила, что в природно-климатических условиях трассы Хребтовая - Усть-Илимская ГЭС критическая высота насыпи, отсыпанной из щебенистых суглинков, в зависимости от температуры вечномёрзлых грунтов в естественных условиях, а также ряда других обстоятельств, варьирует в диапазоне 5,0 - 8,0 метров. При большей высоте! Для предотвращения дефадации вечномёрзлых пород в основании насыпей, высота которых превышает критическую, С. А. Замолотчикова рекомендовала проектировщикам ж. Хребтовая -Усть-Илимская ГЭС, реализовать в рабочих чертежах высоких насыпей, возводимых в экстре-мальных мерзлотно-фунтовых условиях этой железной дороги, предложение Г. З. Перльштейна по охлаждению основания таких насыпей путём укладки в их нижней части металлических фуб-продухов []. В настоящее время приходится лишь сожалеть о том, что это довольно-таки простое в исполнении решение по управлению температурным режимом фунтов в основании высоких насыпей, предложенное и обоснованное специалистами кафедры мерзлотоведения МГУ, при строительстве железной дороги Хребтовая - Усть-Илимская ГЭС так и не было осуществлено. В отличие от С. А. Замолотчиковой, сделавшей свои выводы по рассматриваемой проблеме только на основании анализа результатов многовариантных теплотехнических расчётов, для этих же условий Ю. С. Палькин, A. A. Цернант [] пришли к аналогичному выводу путём проведения многолетних температурных наблюдений на специально оборудованных для этого опытных объектах земляного полотна. Было установлено, в частности, что консервация мерзлоты в данном регионе наблюдается под насыпями из пес-чано-галечникового грунта, высота которых не превышает 3,0 - 4,0 м, в то время как под насыпями большей высоты происходит деградация вечномёрзлых грунтов. Т.В. Было также отмечено, что понижение первоначальной глубины залегания вечномёрзлых фунтов чётко прослеживается не только в основании земляного полотна, но и на смежных участках местности, главным образом там, где в процессе производства работ по строительству дороги был нарушен моховоторфяной покров и уничтожена древесная растительность. Касаясь тех дополнительных затрат, которые сопутствуют эксплуатацию линейных сооружений, возведённых в районах вечной мерзлоты на оттаивающих фунтах основания, Т. В. Потатуева сообщает, что только на осуществление противодеформационных мероприятий по стабилизации пяти осадочных насыпей на перегоне Моргудон - Видим в - г.