Моделирование динамики водного режима дренирующего слоя аэродромной одежды

• Автор: Попов, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 177 с. : ил

Содержание
Введение.
1. Состояние и анализ современного подхода к обеспечению необходимого водного режима грунтового основания
1.1. Существующие способы регулирования водного режима грунтового основания аэродромной одежды
1.2. Обзор методов определения избытка свободной воды в верхней части земляного полотна дорожных и аэродромных одежд.

Выводы по первой главе.

2. Моделирование изменения водного режима трутового основания аэродромной одежды под воздействием колесной нагрузки
2.1. Математическая модель движения воды в верхней части земляного полота под воздействием колесной нагрузки.

2.1.1. Основные допущения.

2.1.2 Математическая постановка задачи

2.1.3 Принципиальные схемы движения воды в верхней части земляного полотна под воздействием колесной нагрузки
2.2. Эксплуатационное воздействие колесных нагрузок воздушных судов на грунтовое основание
2.3. Закономерности поступления избытка свободной воды в дренирующий слой под воздействием многократной колесной нагрузки
2.4. Обоснование и реализация динамической модели грунта на ЭВМ Выводы по второй главе
3. Экспериментальные исследования закономерности движения воды в грунтовой среде в условиях многократного нагружения
3.1. Цель и задачи исследований.
3.2. Обоснование метода исследования и основных параметров физической модели грунта
3.3. Описание экспериментатьной установки
3.4. Методика экспериментальных исследований по определению избыточного норового давления, деформативных и фильтрационных показателей переувлажненных грунтов
3.4.1. Методика определения избыточного порового давления
3.4.2. Методика определения деформативных показателей грунтов
3.4.3. Методика определения фильтрационных показателей фунтов
3.5. Результаты экспериментальных исследований и их анализ .
3.5.1. Анализ результатов экспериментальных исследовании
3.5.2. Проверка адекватности математической модели экспериментальным данным
Выводы по трегьей главе
4. Разработка метода расчета дренирующего слоя аэродромной одежды с учетом сложного напряженнодеформированного состояния фунтового основания
4.1. Основные положения но расчету дренирующего слоя аэродромной одежды.
4.2. Обоснование критерия применения дренирующих слоев
4.3. Математическая модель неустановившейся фильграции воды в дренирующем слое аэродромной одежды с учетом фильтрации в капиллярной зоне
4.4. Анатитичсский метод определения глубины активной зоны фунтового основания
4.5. Обоснование требований к гранулометрическому составу материала дренирующего слоя
4.6. Экономический анализ
Основные выводы
Литература


Однако опыт эксплуатации покрытий показал, что подполосный дренаж создает неодинаковые условия деформирования искусственною покрытия в местах между дренами и в местах расположения дрен, поэтому на покрытии образовывались трещины, отображающие расположение дренажной сети под покрытием. Для предотвращения данного явления Аврамов Л. Т. предложил заменить системы подполосных дрен дренами, расположенными вдоль кромок покрытия. Это позволило улучшить работу основания покрытия под нагрузкой и уменьшить деформативную осадку покрытия. Однако устройство закромочною дренажа усложнило условия отвода воды изпод покрытия и предъявило более высокие требования к фильтрационному материалу дренирующего слоя. Существующие нормативные документы , по проектированию мероприятий, регулирующих водный режим оснований покрытий на аэродромах, не предусматривают расчет закромочного дренажа, несмотря на то, что на условия его работы влияют многие факторы, особенно климатические, грунтовые, рельеф поверхности грунтового основания, условия эксплуатации покрытия. В них не определены требования, которым должен отвечать закромочный дренаж. В результате это приводит к тому, что в некоторых случаях закромочный дренаж работает малоэффективно и не осушает своевременно основания покрытий. Принципиально закромочный дренаж представляет собой разновидность систематического дренажа. Однако расстояние между закромочными дренами, определяемое шириной покрытия, значительно превышает эффективные расстояния для грунтов земляного полотна. То есть расчет закромочного дренажа представляет собой гидравлический расчет дренирующего слоя, исходя из условия его эффективного осушения. В настоящее время при проектировании аэродромов назначение толщины дренирующего слоя производится без расчета. Для его устройства ирименяюг, согласно , пески крупные и средней крупности с коэффициентом фильтрации не менее 7 мсут. Толщина слоя устанавливается в соответствии с табл. Таблица 1. Примечание. Толщину слоя, указанную в числителе, следует принимать для районов, расположенных в южной части дорожноклиматической зоны, в знаменателе в северной части. При проектировании искусственных оснований из крупнозернистых материалов, укладываемых непосредственно на связный грунт, должна быть предусмотрена противозаиливающая изолирующая прослойка из песка, шлака, грунта, обработанного вяжущими, или других материалов, не переходящих в пластическое состояние при увлажнении. Толщина изолирующей прослойки должна быть не менее размера наиболее крупных частиц, но не менее 5 см. В нрак гике конструирования дренажных устройств, осушающих дорожные одежды, наиболее широкое применение нашли два метода расчета по принципу осушения и принципу поглощения. Корсунским М. Р. и Россовским П. Д., а также по методу Тулаева А. Корсунский М. Р. и Россовский II. Д. предложили производить расчет дренирующего слоя исходя из установившегося режима движения воды в двух зонах рис. Ьнас Ьас Л И2 О, . КфШ , 1. Кф коэффициент фильтрации песка, мсут И,,ас глубина слоя свободной воды в начале пути фильтрации, м И высота капиллярного увлажнения зоны в начале фильтрационного потока, м И 2 высота капиллярного увлажнения зоны в конце фильтрационного потока, м Ку. I длина пути фильтрации, м т, г коэффициент расхода потока свободной и капиллярной зоны. Но данному выражению в зависимости от длины пути фильтрации, величина потока воды в дренирующем слое определяет величину Инас и по ней назначают толщину дренирующего слоя. Данный метод рекомендуется применять при проектировании дренирующих оснований из мелких песков с коэффициентом фильтрации А,,5мсут, где существенное количество воды перемещается в капиллярной зоне. Кроме того, следует также отметить, что в данной методике не использованы законы движения воды в грунте, так как приток воды д в выражении 1. Поэтому вычисленное значение толщины дренирующего слоя вдвое превышает требуемое. Рис. Расчетные схемы фильтрации воды а по Корсунскому М. Б. 6 по Тулаеву Д. Я. в по Ионату В. Д г по Байбаку Ю. В. д по Блинову М.