Введение к работе
Актуальность проблемы. В современном гидротехническом строительстве наблюдается тенденция к созданию в районах с суровыми климатическими условиями низконапорных сооружений, перекрывающих значительные акватории. К их числу относятся приливные электростанции, проектирующиеся в тяжелых ледовых условиях Белого и Охотского морей с плотинами длиной 85 км (Мезенская ПЭС), 72 км (Пенжинская ПЭС) и 16 км (Ту-гурская ПЭС)и строящийся комплекс сооружений по защите Ленинграда от наводнений с дамбой протяженностью 25 кы.
В перспективных планах развития отечественного гидростроения, согласно решениям Энергетической Программы СССР, подчеркнута необходимость выполнения научно-исследовательских и проектно-изыскательских работ по приливным электростанциям, создание которых внесет важный вклад в экономику страны и позволит покрыть пиковую часть графика нагрузки объединенных энергосистем. Это ставит перед исследователяыи весьма сложные задачи, где важной проблемой является влияние пространственно-временного распределения льда прибрежных акваторий на гидротехнические сооружения. В круг этих вопросов входит изучение особенностей состояния естественного ледяного покрова в рассматриваемых районах, исследование его фізико-механических свойств, составление научно-обоснованных исходных данных ледового режима, необходимых для расчета по ним ледовых нагрузок. Современные исследования, выполненные в этом направлении для обоснования проектов морских гидротехнических сооружений, возводимых в суровых климатических условиях, требует своего развития. Необходима, в частности, разработка методов комплексных ледовых исследований в прибрежных акваториях и выполнение крупномасштабных натурных экспериментов на естественном ледяном покрове. Исследования, результаты которых изложены в диссертационной работе, осуществлялись в
В предшествующие годы теоретически обоснована и практически апробирована возможность использования болотных грунтов в основании насыпей автомобильных дорог при условии, что конструктивные и технологические решения будут учитывать специфику свойств и условий залегания этих грунтов.
Развитию нового направления способствовали исследования, начатые в Союздорнии еще в 30-х годах Н.Н.Ивановым, А.А.Арсеньевны, Н.П.Кузнецовой и другими, а в последние десятилетия углубленные и развитие в работах Л.С.Амаряна, В.Д.Казарновского, И.Й.Евгеньева, В.Н.Яромко и их учеников, а также в других ис-ледованиях. Особенно эффективным внедрение исследований в этой области оказалось при освоении нефтегазоносных районов Западной Сибири. Здесь большие работы применительно к региону выполнены Н.В.Табаковым, В.Р.Майером, Г.Г.Тришиным и другими.
Наиболее распространенной при строительстве автомобильных дорог на болотах в регионе Западной Сибири являются конструкции земляного полотна "плавающего" типа, которые в 1,5-2 раза дешевле конструкций с полным или частичным выторфовыванием, что обеспечивает резкое снижение объемов земляных работ.
Однако многолетняя практика эксплуатации таких конструкций показала, что зачастую происходит существенное изменение ровности поверхности проезжей'части, вызванное преимущественно неравномерными дополнительными осадками торфяного основания земляного полотна, развивавшимися в эксплуатационный период.
Проблема осадки при использовании слабых грунтов в основании насыпи автомобильной дороги остается наиболее сложной до настоящего времени. Нужно сказать, что в соответствии с действующими нормативами считается, что осадки, продолжающиеся пос-
ле завершения 80-90% консолидации основания или после достижения интенсивности 2 см/год, не должны практически влиять на эксплуатационные качества дороги.
Однако очевидно, что в случае торфяных оснований те 20-10 осадки, которые не успевают пройти до устройства покрытия, могут измеряться многими сантиметрами и при оределенных условиях повлечь за собой через некоторое время заметное ухудшение ровности проезжей части.
Поскольку подобные деформации оказывают влияние на тран-спортно-эксплуатационные качества дороги на рассматриваемых участках, необходимо иметь возможность прогноза их влияния на ровность поверхности покрытий.
Обычно считают, что дополнительные осадки поверхности сжимаемого основания и проезжей части автомобильной дороги должны копировать друг друга. Однако уже при беглом рассмотрение вопроса легко прийти к выводу, что взаимосвязь этих осадок не такая простая и требует более глубокого изучения.
Актуальность работы определяется тем, что использование ее результатов позволит повысить транспортно-эксплуатационные качества участков дорог, где земляное полотно сооружают на болотах без выторфовывания.
Целью работы является разработка методики прогноза и учета изменения ровности покрытия вследствие осадок слабого основания земляного полотна автомобильных дорог после сдачи дороги в эксплуатацию. Для достижения цели были поставлены следующие задачи исследования:
изучение механизма образования неровностей на поверхности насыпи вследствие неравномерной осадки ее основания и ус-
тановление характера их взаимосвязи с разработкой расчетной схемы для количественного прогноза рассматриваемого процесса;
разработка практической методики прогноза изменения ровности покрытия в процессе эксплуатации дороги за счет осадки торфяного основания насыпи;
проверка основных положений методики прогноза по результатам наблюдений на опытном участке;
определение путей снижения влияния осадок слабого основания дорожных насыпей на болотах в эксплуатационный период на ровность покрытия.
Научная новизна. Исследован механизм образования неровностей на поверхности насыпного слоя вследствие неравномерного оседания поверхности его основания, теоретически и экспериментально обоснована расчетная схема, отражающая механизм взаимосвязи неравномерной осадки насыпи и поверхности покрытия.
Практическая ценность. Разработана методика прогноза и учета изменения ровности покрытия вследствие осадок слабого основания земляного полотна автомобильных дорог, в частности -уточнена методика определения сроков устройства покрытий на автомобильных дорогах, сооружаемых на слабых основаниях, применение которой позволит обеспечить требуемую ровность покрытия прі продолжающемся процессе осадки за время эксплуатации; предложены пути уменьшения влияния неравномерных осадок основания на изменение ровности поверхности проезжей части на участках насыпей на слабых основаниях.
Реализация работы. Результаты исследований использованы при разработке "Инструкции по проектированию и строительству автомобильных дорог нефтяных и газовых промыслов Западной" Си-
бири. ВСН 26-90".
Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на научно-исследовательских конференциях в МАДл (М., 1986, 1987, 1990 г.г.), на ХП Всесошной научно-технической конференции в Союздорнии (М., 1989 г.), на 9-ой и 10-ой конференциях во Владимире (Владимир, 1986, 1987 г.г.), на Ш и ІУ краевых научно-технических конференциях в Анапе (Анапа, 1990, 1991 г.г.), на XI Всесоюзной научно-технической конференции в Тюмени (Тюмень, 1988 г.).
Публикации. Результаты проведенных исследований и основное содержание диссертации опубликованы в 7 печатных работах.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 92 наименований и семи приложений. Общий объем работы составляет 138 страниц машинописного текста, 35 рисунков и 5 таблиц.
