Обоснование параметров воздействия снежных лавин на защитные сооружения горных дорог Кортиев Алан Леванович

Введение к работе

Актуальность исследования. Проблема обеспечения безопасности горных автомобильных дорог в значительной степени обусловлена снеголавинной опасностью. По ряду причин многие дороги в горной местности не имеют эффективной защиты от лавинной опасности. Горно-ландшафтные типы и особенности лавинных проявлений, а также природно-климатические факторы бывают настолько разнообразны, что предполагают комплексное решение указанной проблемы – создание высокоэффективной системы технических решений по защите горных дорог в зависимости от характера и параметров лавиной опасности.

Проблема защиты горных дорог от лавинной опасности имеет как научное, так и техническое содержание. Научая сторона проблемы состоит в изучении закономерностей лавинных явлений, степени их опасности в отношении горных дорог, а также в выработке оптимизационных решений в системе методов расчета снежного покрова, лавин и защитных сооружений.

Техническая сторона проблемы состоит в разработке технических решений по созданию защитных сооружений в зависимости от характера и параметров лавиной опасности применительно к Транскавказской магистрали (Транскам), на примере которой и построено диссертационное исследование.

Цель работы: разработка принципов и технических решений

гармонизации системы лавинозащитных сооружений, мероприятий и устройств в зависимости от характера и параметров лавиной опасности.

Задачи исследования:

1. Анализ типов лавинной опасности, методов и конструктивных решений
создания лавинозащитных сооружений на горных дорогах.

2. Исследование особенностей лавинной опасности и эффективности
защитных сооружений на примере Транскама.

1. Разработка методов определения параметров защитных сооружений в зависимости от характера и параметров лавиной опасности.

2. Разработка технических решений по созданию защитных сооружений в зависимости от характера и параметров лавиной опасности.

Объектом исследования являются лавинозащитные сооружения на автомобильных дорогах.

Предмет исследования – оценка и определение параметров воздействия
снежных лавин на защитные сооружения автомобильных дорог,

конструкционные особенности лавинозащитных устройств.

Научная новизна работы:

1. Разработан сценарный метод прогнозирования лавинной опасности как
сочетание экспериментальных и теоретических подходов.

2. Установление системных взаимосвязей между характеристиками
снежного покрова, лавин и лавинозащитных сооружений.

3. Классифицирована и обоснована система взаимодействующих факторов
дорожно-транспортного комплекса (ДТК) и лавинных явлений в антропогенной

ландшафтной среде; научно обосновано их разделение на верхнесклоновые, откосные и нижнесклоновые.

4. Разработана эволюционная концепция состояний снежной массы, представляющая собой формализуемую подсистему снежной лавины, согласно которой превращения снежной массы от свежего снега до старого описываются необратимой последовательностью физических состояний.

Практическая значимость работы состоит в:

1) выработке комплексной системы технических решений (галереи,
аккумулирующие выемки и др.) по защите горных автомобильных дорог,
адаптируемых к характеру и параметрам лавиной опасности;

2. разработке методов определения параметров защитных сооружений в зависимости от характера и параметров лавиной опасности;

3. установлении возникновения ДТП на автомобильных горных дорогах в зависимости от типов и параметров лавинных проявлений.

Методология и методы исследования. В теоретических исследованиях применяются математическое моделирование и численные эксперименты. Для обработки и анализа результатов исследования использованы методы статистической обработки данных и вероятностный анализ.

Положения, выносимые на защиту:

1. Высокоэффективная комплексная система технических решений по
защите горных дорог, адаптируемая к характеру и параметрам лавиной
опасности.

2. Методы определения параметров защитных сооружений в зависимости от характера и параметров лавиной опасности.

3. Классификация системы взаимодействующих факторов ДТК и лавинных явлений в антропогенной ландшафтной среде; научное обоснование их разделения на верхнесклоновые, откосные и нижнесклоновые.

4. Анализ лавинообразующих факторов как системной группы с выделением двух групп факторов: формализуемых и не формализуемых (или трудно формализуемых). К первым относятся такие факторы, как крутизна склона, интенсивность снегопада и ряд других позиций, а к не формализуемым или трудно формализуемым: растительность, неоднородности подстилающей поверхности и др.

Реализация результатов работы. Основные результаты исследований приняты к использованию в учебном процессе Северокавказского горнометаллургического института (ГТУ) при изучении дисциплин «Транспортно-технологические сооружения» и «Повышение безопасности дорожных условий». На основе результатов работы разработана проектная документация на строительство противолавинных устройств на Южном участке Транскама.

Апробация работы. Результаты работы доложены на региональных, российских и международных конференциях: «Концепция современного развития автомобилестроения и эксплуатации транспортных средств» – Новочеркасск, ЮРГТУ, 2002 г., «Приложение начертательной геометрии в геотехнологии» – Владикавказ, 2002 г., Всероссийской научно-практической конференции – Ростов-на-Дону – Шепси, 2005 г., Региональной научно-

технической конференции «Пути улучшения качества строительства

промышленных и гражданских зданий и инженерных сооружений» – Владикавказ, 2007г., 8-ойМеждународной научно-практической конференции «Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах» – Санкт-Петербург, 2008 г., Международной конференции «Новые дороги России» – Пенза,2011 г., Международной научно-технической конференции «Комплексная безопасность – новые горизонты» (АГЗ МЧС РФ) – Москва, 2011 г., Региональной научно-технической конференции в связи с 50-летием архитектурно-строительного факультета СКГМИ – Владикавказ, 2012 г., Международной научно-практической конференции «Развитие и модернизация улично-дорожной сети (УДС) крупных городов с учетом особенностей организации и проведения массовых мероприятий международного значения» – Волгоград, 2014 г. (ВолгГАСУ).

Публикации. По материалам диссертации опубликована 31статья, 7 из которых в журналах, рекомендованных ВАК РФ, получено 6 патентов на полезные модели и 3 патента на изобретения по теме диссертационной работы. Изобретения были продемонстрированы на XIII и XIV Всероссийских выставках научно-технического творчества молодежи в 2013 и 2014 гг. и заняли призовые места в номинации «Безопасность дорожного движения».

Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, четыре главы, заключение и приложения. Изложена на 175 страницах машинописного текста, содержит 74 рисунка и 31 таблицу. Библиографический список включает 104 наименования отечественных и зарубежных работ.