Вальцева, Татьяна Юрьевна. Деформируемость железнодорожных насыпей на слабых основаниях, усиленных геосинтетическими материалами в условиях Дальнего Востока

Краткое описание

Вальцева, Татьяна Юрьевна. Деформируемость железнодорожных насыпей на слабых основаниях, усиленных геосинтетическими материалами в условиях Дальнего Востока : диссертация ... кандидата технических наук : 05.22.06 / Вальцева Татьяна Юрьевна; [Место защиты: Дальневост. гос. ун-т путей сообщ.].- Хабаровск, 2011.- 150 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/1998

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ
СООБЩЕНИЯ
На правах рукописи
ВАЛЬЦЕВА Татьяна Юрьевна
ДЕФОРМИРУЕМОСТЬ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ НАСЫПЕЙ НА
СЛАБЫХ ОСНОВАНИЯХ, УСИЛЕННЫХ ГЕОСИНТЕТИЧЕСКМИ
МАТЕРИАЛАМИ В УСЛОВИЯХ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА
Специальность 05.22.06 - Железнодорожный путь, изыскание и
проектирование железных дорог
Диссертация
на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор
Кудрявцев Сергей Анатольевич
Хабаровск
2011 
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ И ЕГО ОСНОВАНИЯ 12
1.1. Обзор основных направлений исследований работы земляного
полотна и его основания 12
1.2. Обзорный анализ исследований напряженно-деформированного состояния земляного полотна железных дорог и его основания методами
численного моделирования 14
1.3. Исследования армирования земляного полотна железных дорог и его
основания с применением геосинтетических материалов 18
1.3.1. История вопроса армирования грунта 18
1.3.2. Обзор исследований отечественных ученых 21
1.3.3. Основные направления зарубежных исследований 23
1.4. Перспективы развития железнодорожного транспорта на период до
2030 года 27
1.5. Выводы по главе 28
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТНОГО ОБОСНОВАНИЯ...30
2.1. Исходные положения разработки методики численного
моделирования 30
2.1.1. Численная реализация упругопластической модели слоистых
оснований 33
2.1.2. Алгоритм упругопластического решения в программном
комплексе FEM Models 42
2.2. Типизация геоматериалов, используемых в железнодорожном
строительстве и принцип их работы 46
2.3. Расчетно-теоретическое обоснование включения геоматериалов в
численное моделирование 51 
2.4. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ НАСЫПИ НА СЛАБОМ ОСНОВАНИИ УСИЛЕННОЙ ГЕОМАТЕРИАЛАМИ 57
3.1. Сопоставление результатов численного моделирования с
результатами лотковых испытаний конструкции на косогорном участке 57
3.2. Численное моделирование насыпи на торфяном основании 69
3.3. Выводы по главе 74
ГЛАВА 4. РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ УСИЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ НАСЫПИ НА СЛАБОМ ОСНОВАНИИ ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ 75
4.1. Натурные исследования конструкции усиления насыпи на слабом
основании 75
4.1.1. Численное моделирование напряженно-деформированного
состояния насыпи 77
4.1.2. Полевые экспериментальные исследования напряженного
состояния насыпи 82
4.2. Статистическая обработка экспериментальных данных 90
4.3. Выводы по главе 97
ГЛАВА5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ УСИЛЕНИЯ НАСЫПЕЙ
ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ 98
5.1. Исследование напряженно-деформированного состояния земляного полотна железнодорожной линии на многолетнемерзлых грунтах на примере ПК 6601+00,00 пускового комплекса Томмот — Кердем железнодорожной линии Беркакит - Томмот — Якутск 98 
5.2. Расчет конструкции земляного полотна и основания на примере ПК
1811+80,00 участка Сахалинской железной дороги с использованием
современных геосинтетических материалов в сложных инженерно¬геологических условиях 105
5.3. Выводы по главе 110
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 112
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СТОЧНИКОВ 114
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 130
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 133
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 135
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 144
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 148

Список литературы

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
1 .Исследование совместной работы железнодорожного земляного полотна и слабых оснований в сложных инженерно-геологических условиях, разработка методов проектирования, строительства и реконструкции железных дорог с использованием новых проектных решений является актуальной задачей для развития инфраструктуры Дальневосточного региона.
2. Разработана методика расчетного обоснования взаимодействия геосинтетических материалов с грунтами насыпей и их оснований, позволяющая учитывать параметры их совместной работы;
3. Численная модель совместно с разработанной методикой расчетного обоснования позволяет зшесть основные физико-механические свойства грунтов и геоматериалов, влияющие на напряженно-деформированное состояние конструкции.
4. Упругопластическая модель, с использованием разработанной методики расчетного обоснования, предложенная для расчета конструкций транспортных сооружений с применением геоматериалов хорошо сопоставима с результатами лабораторных и полевых экспериментов и может быть рекомендована при проектировании, строительстве и реконструкции земляного полотна железных дорог и его основания в сложных природно¬климатических и инженерно-геологических условиях Дальневосточного региона.
5. Численное моделирование дает возможность выполнять прогноз напряженного состояния насыпей железных дорог и их оснований, усиленных геосинтетическими материалами на основании полошенной зависимости изменения напряженного состояния геокомпозитной среды.
6. Выполненная апробация новых конструктивных решений с использованием геосинтетических материалов при неблагоприятных инженерно-геологических условиях при выполнении НИР, результаты которых внедрены в рабочее проектирование, позволяет обеспечить требуемые параметры эксплуатации земляного полотна и безопасность движущихся поездов.
7. Результаты исследования напряженно-деформированного состояния и определения рациональных параметров конструкций, обеспечивающих эксплуатационную надежность земляного полотна внедрены при разработке проектно-сметной документации по строительству в 2008 г. и при выполнении строительных работ в 2009 г. по станции Дюанка ДвостЖД.