Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Введение скоростного движения поездов на сети железных дорог России тесно связано с обеспечением необходимого уровня надежности железнодорожного пути.
Практика эксплуатации земляного полотна на подходах к искусственным сооружениям показывает, что его деформации по мере приближения к устоям увеличиваются. Нарастание деформаций во многом связано с резким увеличением жесткости пути при переходе с насыпи на безбалластный мостовой переход. Резкий скачок в жесткости оказывает существенное влияние на увеличение колебаний в балластном слое и в грунтах земляного полотна. Повышенный уровень вибродинамического воздействия достаточно интенсивно снижает прочностные характеристики фунтов, слагающих земляное полотно, что может явиться причиной потери его несущей способности.
Многолетние исследования и опытно-производственные работы показали эффективность конструкций переменной жесткости в зоне сопряжения земляного полотна с искусственными сооружениями. Однако анализ существующих работ показывает, что вопросам распространения колебаний в грунтах земляного полотна, усиленного конструкцией переменной жесткости, внимания практически не уделялось. В то же время известно, что существенное влияние на величину несущей способности оказывает
величина вибродинамического воздействия. >
В предыдущих работах и исследованиях не получили широкого рассмотрения вопросы, связанные с расчетом несущей способности с учетом вибродинамического воздействия земляного полотна, усиленного конструкцией переменной жесткости, в зоне сопряжения с искусственными сооружениями.
РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ і БИБЛИОТЕКА у . I
Цель работы: разработка методики расчета несущей способности насыпи в зоне сопряжения земляного полотна с устоем с учетом вибродинамического воздействия и разработка технологического процесса устройства конструкции переменной жесткости.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-
Выявить особенности и закономерности распространения колебаний в теле земляного полотна и за его пределами в зоне сопряжения с искусственными сооружениями.
-
Оценить влияние конструкции переменной жесткости на характеристики колебательного процесса.
-
Решить задачу теории предельного равновесия с учетом выявленных особенностей в распространении вибродинамического воздействия в теле земляного полотна.
Методика исследований. Для решения поставленных задач выполнялись теоретические и полевые исследования. Натурные эксперименты выполнены на скоростной линии Санкт-Петербург - Москва Октябрьской железной дороги. При разработке основных принципов предлагаемой методики использовались результаты в основном российских ученых в области механики фунтов и земляного полотна железных и автомобильных дорог, опыт их эксплуатации.
В работе выполнены многовариантные расчеты на ЭВМ по оценке несущей способности воспринимающего вибродинамическую нагрузку земляного полотна, усиленного конструкцией переменной жесткости, в зоне сопряжения с искусственными сооружениями.
Научная новизна.
1. На основе натурных экспериментальных исследований впервые получена закономерность распространения колебаний в грунтах земляного полотна, усиленного конструкцией переменной жесткости.
-
Впервые решена задача о несущей способности земляного полотна, усиленного конструкцией переменной жесткости, воспринимающего вибродинамическую нагрузку.
-
Разработана аналитическая модель прочности земляного полотна, воспринимающего вибродинамическую нагрузку от конструкций переменной жесткости.
Практическая иенность работы. Заключается в возможности практического использования разработанной методики по расчету несущей способности земляного полотна с учетом вибродинамического воздействия в зоне сопряжения с искусственными сооружениями. Практическую ценность для строительных организаций представляет разработанная технология производства работ по устройству конструкции переменной жесткости на основе закрепленного цементацией подбалластного слоя.
Реализация исследований. Результаты исследований нашли практическое применение при реконструкции железнодорожной магистрали Санкт-Петербург - Москва для организации скоростного движения поездов на мостах через реки: Осеченка (381 км), Вехлинка (377 км), Черная (179 км), Сюйська (172 км), Большая Вишера (151 км); при строительстве путепроводной развязки на пересечении Индустриального проспекта железнодорожной веткой Пискаревка - Ржевка; при обосновании выбора конструкции переменной жесткости при строительстве кольцевой автомобильной дороги вокруг Санкт-Петербурга.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены на Н-ой международной научно-технической конференции «Применение геоматериалов при строительстве и реконструкции транспортных объектов» (Санкт-Петербург, ПГУПС, 2002 г.), на Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта», посвященной 125-летию Свердловской железной дороги (Екатеринбург, УрГУПС, 2003 г.), на международной науч-
но-технической конференции «Современные проблемы путевого комплекса. Повышение качества подготовки специалистов и уровня научных исследований», посвященной 100-летию со дня рождения профессора Г.М. Шахунянца (Москва, МИИТ, 2004 г).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 4 статьи.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Общий объем работы составляет 158 страниц машинописного текста, в том числе 138 страниц основного текста, 48 рисунков, 8 таблиц. Список литературы включает 128 наименований работ отечественных и зарубежных авторов, в том числе 4 на немецком языке.
