Прогноз и учет температурного режима земляного полотна автомобильных дорог, построенного с использованием мезлых грунтов в условиях Западной Сибири

• Автор: Панова, Марина Владимировна
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Состояние вопроса. Цель и задачи исследований
1.1. Земляное полотно насыпей автомобильных дорог с использованием мерзлых грунтов
1.2. Исследования по вопросам использования мерзлых грунтов
1.3. Анализ действующих нормативных документов, используемых при строительстве насыпей дорог на вечномерзлых грунтах
1.4. Цели и задачи исследования
2. Разработка математической модели и методики прогнозирования температурного режима насыпи земляного полотна из мерзлых переувлажненных грунтов
2.1. Исходные теоретические предпосылки по расчету теплового режима земляного полотна
2.2. Расчетная схема теплового режима насыпи с использованием мерзлых грунтов
2.3. Математическая модель расчета теплового режима насыпи с использованием мерзлых грунтов
2.4. Реализация математической модели
3. Результаты исследований
3.1. Инженерно-геологические особенности грунтов севера Западной Сибири
3.2. Результаты теоретических исследований
3.3. Результаты лабораторных исследований
3.4. Результаты стендовых исследований
3.5. Результаты полевых исследований
4. Рекомендации по регулированию теплового режима
5. Оценка технико-экономической эффективности при оптимальном

процессе формирования насыпей из мерзлых грунтов
Выводы
Список использованной литературы

Приложение

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время основой экономического потенциала России являются природные ресурсы России, и прежде всего Тюменской области, которая является основным регионом страны по добыче нефти и газа.
Разведка новых и обустройство разведанных месторождений в этом районе - задача всероссийского масштаба.
Так, развитие добычи нефти и газа в Западной Сибири потребовало создания сети автомобильных и железных дорог. Между тем, уровень развития сети дорог здесь крайне низок. Низкие темпы строительства промысловых автомобильных дорог задерживают на несколько лет добычу полезных ископаемых. Основной причиной такого отставания являются суровые климатические и сложные грунтово-геологические условия, которые не позволяют использовать традиционные методы строительства автомобильных дорог и, в частности, земляного полотна - одного из основных элементов дорожной конструкции.
Действующие нормы по проектированию и строительству земляного полотна автомобильных дорог предусматривают в основном использование грунта в конструкциях в талом виде. Однако в.естественных условиях существует период с отрицательными температурами и грунт в конструкциях земляного полотна обязательно оказывается в течение того или иного времени в мерзлом состоянии. При последующем переходе грунтов в талое состояние возникают соответствующие деформации грунтов земляного полотна. При определенных условиях эти деформации могут быть настолько значительны, что неучет их может повлиять на транспортно-эксплуатационные характеристики доооги, в частности на ровность.

режима насыпи. Для их прогноза нужна двухмерная постановка решения задачи. Формулы, приводимые в нормах, получены из одномерной постановки и рассматривают получение только конечных результатов, не учитывая, что они идут во времени. Кроме этого, не разработаны достаточно полно требования к сухо-и твердомерзлым грунтам, как к материалам для возведения земляного полотна. Также в предложенных методиках не учитываются закономерности изменения теплофизических характеристик грунта (дисперсность, температура, плотность влажность и др.) в процессе оттаивания.
Из изложенного выше можно сделать следующие выводы:
1. Нормативные документы для условий севера Западной Сибири ориентированы в основном на применении несвязных грунтов при возведении земляного полотна, наличие которых крайне ограничено.
2. Практика транспортного строительства в Восточной и Западной Сибири доказала возможность использования мерзлых грунтов в теле насыпи.
3. Недостаточно были изучены процессы формирования земляного полотна с использованием мерзлых переувлажненных грунтов.
4. Процесс оттаивания мерзлого грунта в теле насыпи сопровождается снижением прочности с изменением его объема, что проявляется в деформациях земляного полотна. Эти деформации протекают во времени, достигая иногда больших величин (до 180 см), что приводит к нарушению устойчивости насыпи, снижению транспортноэксплуатационных характеристик и разрушению транспортных конструкций. В свою очередь, прогноз конечных величин деформаций во времени невозможен без учета и прогноза теплового режима земляного полотна.
5. ДейсУвующие нормы дают методику прогноза теплового режима, где расчет процесса теплообмена при наличии фазовых переходов