Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Железнодорожный путь

Диссертационная работа:

Ланис Алексей Леонидович. Использование метода напорной инъекции при усилении земляного полотна железных дорог : диссертация ... кандидата технических наук : 05.22.06 / Ланис Алексей Леонидович; [Место защиты: Моск. гос. ун-т путей сообщ. (МИИТ) МПС РФ].- Москва, 2009.- 155 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/2853

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ОПЫТА УПРОЧНЕНИЯ ГРУНТОВ ЗЕМЛЯНОГО
ПОЛОТНА 10

  1. Обзор деформаций основной площадки земляного полотна, методов усиления 10

  2. Усиление земляного полотна методом напорной инъекции твердеющего раствора 22

  3. Обоснование выбранного направления работы и задачи исследований 34

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ
УСИЛЕНИИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА И ОСНОВАНИЯ МЕТОДОМ
НАПОРНОЙ ИНЪЕКЦИИ 37

  1. Методика, способы и приборы, используемые при проведении экспериментальных исследований 37

  2. Исследование характера взаимодействия твердеющего раствора с грунтами, упрочненными напорной инъекцией 44

  3. Исследования технологических параметров и влияния напорной инъекции на изменение механических характеристик грунтового массива 53

  1. Исследования по определению оптимальной конструкции инъектора 55

  2. Экспериментальная проверка существующей методики определения объема инъектируемого раствора 63

  3. Разработка методики контролирования изменения характеристик грунтового массива после усиления 65

  4. Исследование влияния включений затвердевшего раствора на изменение механических характеристик грунтового массива 66

  1. Определение прочностных характеристик грунтов земляного полотна, усиленного методом напорной инъекции 73

  2. Разработка методики подбора состава инъектируемых растворов 77

Выводы по главе 2 83

ГЛАВА 3. РЕКОМЕНДАЦИИ К РАСЧЕТУ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА,
УСИЛЕННОГО НАПОРНОЙ ИНЪЕКЦИЕЙ 85

  1. Определение параметров сжимаемости армированного инъектированным раствором грунта 85

  2. Метод расчета напряжений в окрестности инъектированного в грунт раствора 92

3.3. Определение объема раствора при заданном давлении

инъектирования 98

3.4. Определение давления инъектирования, при котором происходит

поднятие поверхности 100

Выводы по главе 3 105

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СПОСОБА
УСИЛЕНИЯ ГРУНТОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА, МЕТОДА КОНТРОЛЯ
КАЧЕСТВА 107

  1. Методика проектирования усиления земляного полотна методом напорной инъекции 107

  2. Способ усиления земляного полотна методом напорной инъекции.... 110

  3. Диагностика и контроль качества упрочнения грунтового массива 113

  4. Исследование и внедрение предложенных методики и способа при усилении земляного полотна 116

  5. Расчет напряженно-деформированного состояния земляного полотна методом конечных элементов..-. 128

  6. Оценка экономической эффективности усиления земляного полотна

методом напорной инъекции 131

Выводы по главе 4 137

Заключение 139

Библиографический список 142

Приложение 153

Введение к работе:

з

Актуальность работы. В соответствии с принятой в 2008 году «Стратегией развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года» основной задачей в развитии железнодорожной инфраструктуры является повышение надежности и безопасности её технических средств, и в первую очередь железнодорожного пути. Одновременно с этим планируется более интенсивное воздействие на путь за счет увеличения среднего веса и длины грузового поезда, роста скоростей грузовых и пассажирских поездов.

Земляное полотно является одним из основных элементов железнодорожного пути - его фундаментом, поэтому решение поставленных задач во многом зависит от его эксплуатационного состояния. Одной из главных причин, вызывающих необходимость усиления земляного полотна при росте интенсивности воздействия, является недостаточность его несущей способности, которая в первую очередь вызвана дефектами и деформациями основной площадки и устойчивостью откосных частей насыпей.

В настоящее время для повышения несущей способности и устойчивости земляного полотна широко используются различные способы. Однако многие из них являются дорогостоящими и в силу разных причин с учетом местных условий объектов и, особенно, из-за технологических сложностей не всегда применимы, что сдерживает темпы усиления земляного полотна. Поэтому существует необходимость в разработке новых способов усиления земляного полотна, среди которых могут найти использование известные и апробированные в фундамен-тостроении методы, позволяющие эффективно укреплять грунты. Данные методы укрепления грунтов должны быть адаптированы к усилению эксплуатируемого земляного полотна с учетом его особенностей. Среди таких методов следует выделить способ инъектирования в массив грунта под высоким давлением вяжущих растворов специально подобранного состава (метод напорной инъекции).

Актуальность диссертационной работы определяется необходимостью разработки способа упрочнения грунтов при усилении основной площадки и отко-

сов насыпей железных дорог, основанного на использовании метода напорной инъекции, нашедшего распространение в гражданском строительстве.

Цель работы состоит в разработке способа усиления земляного полотна железных дорог для обеспечения несущей способности грунтов основной площадки и устойчивости откосных частей насыпей с упрочнением грунтов методом напорной инъекции.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

  1. Выявлены особенности распространения инъектируемого раствора в грунтах земляного полотна, и найдены оптимальные технологические параметры инъектирования.

  2. Экспериментально исследовано изменение свойств грунтового массива при напорной инъекции твердеющего раствора.

3. По результатам теоретических исследований получены решения:

по определению коэффициента пористости и модуля деформации армированного раствором грунта с учетом включений из затвердевшего раствора;

по оценке объема инъектируемого раствора и давления инъектирования, при которых происходит выдавливание раствора из зоны упрочнения.

4. Разработан способ усиления земляного полотна железных дорог для
обеспечения несущей способности грунтов основной площадки и устойчивости
откосных частей насыпей с упрочнением грунтов методом напорной инъекции,
включающий предложения по контролированию изменения характеристик грун
тов при усилении методом напорной инъекции.

Методика исследования. Для решения* поставленных задач выполнены теоретические и экспериментальные исследования, основанные на теории механики грунтов. Полевые эксперименты выполнялись на реальных объектах Западно-Сибирской железной дороги. Для расчета напряженно-деформированного состояния земляного полотна использовался метод конечных элементов, реализованный в программно-вычислительном комплексе «Plaxis». При разработке способа усиления земляного полотна использованы результаты исследований отечественных и зарубежных ученых в области механики грунтов и земляного полотна железных дорог.

Научная новів на работы:

  1. Выделены типичные конфигурации затвердевшего раствора (пластины, столбы, массив), образующиеся в результате напорной инъекции в глинистые грунты земляного полотна, и выявлены закономерности их образования в зависимости от технологии инъектирования.

  2. Предложен принцип предварительного ослабления структуры грунта и для его осуществления разработана конструкция инъектора.

  3. Выявлено, что при упрочнении грунтов земляного полотна напорной инъекцией значение модуля деформации увеличивается в 2 - 10 раз, а значения удельного сцепления соответственно в 3 - 4 раза.

  4. Получены теоретические решения по определению критической величины давления инъектирования, при которой происходит выдавливание раствора из зоны упрочнения.

  5. Разработан способ упрочнения грунтов основной площадки земляного полотна и откосов насыпей методом напорной инъекции, позволяющий учесть свойства твердеющего раствора и особенности эксплуатируемого земляного полотна желез ны х дорог.

Достоверность и обоснованность результатов исследований, выводов диссертационной работы обеспечивается большим объемом экспериментальных исследований, имеющих детально проработанную методику, основанную на применении современных средств обработки опытных данных; результатами внедрения предложенных решений на объектах железнодорожного транспорта.

Практическое значение и внедрение результатов работы. Практическая значимость диссертационной работы состоит в возможности использования при усилении основной площадки земляного полотна и откосов насыпей железных дорог метода напорной инъекции и методики контролирования качества работ.

Способ усиления земляного полотна для обеспечения несущей способности грунтов основной площадки и устойчивости откосных частей насыпей с упрочнением грунтов методом напорной инъекции внедрен на объектах Западно-Сибирской железной дороги.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались на научно-практической конференции «Вузы Сибири и Дальнего Востока - Транссибу» (Россия, Новосибирск, 2002 г.); на Международном геотехническом симпозиуме (Россия, Санкт-Петербург, 2003г.); на научно-технической конференции «Строительство и эксплуатация транспортных сооружений в районах развития опасных геологических процессов» (Россия, Москва, 2003 г.); на Международной конференции по проблемам механики грунтов, фундаменто-строению и транспортному строительству (Россия, Пермь, 2004 г.); на Международной геотехнической конференции, посвященной году РФ в РК (Казахстан, Алматы, 2004 г.); на Пятой Всеукраинской научно-технической конференции по механике грунтов, геотехнике и фундаменгостроению (Украина, Одесса, 2004 г.); на Международном геотехническом симпозиуме «Природные и техногенные чрезвычайные геотехнические ситуации» (Россия, Иркутск, 2005 г.); на Международном геотехническом симпозиуме «Geotechnical Aspects of Natural and Man-Made Disasters» (Казахстан, Астана, 2005 г.); на Международной конференции по геотехнике «Развитие городов и геотехническое строительство» (г. Санкт-Петербург, 2008 г.); на Пятой научно-технической конференции с международным участием, МИИТ (г. Москва, 2008 г.).

Публикации и изобретения. Основное содержание диссертационной работы представлено в двенадцати работах. В том числе по результатам исследований получены три патента РФ: на способ ремонта железнодорожного земляного полотна, на конструкцию инъектора и на метод определения характеристик грунтов земляного полотна, усиленного напорной инъекцией.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка, содержащего 103 наименования работ отечественных и зарубежных авторов. Объем диссертационного исследования - 152 страницы, работа включает 53 рисунка, 18 таблиц и приложение.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net