Диссертация (Влияние сезоннопромерзающих грунтов на фундаменты вертикальных стержневых элементов), страница 8

Глинистыйвлажный грунтДиэлектрическаяДиэлектрическаяпроницаемость 2, 6Глубиназондирования, м42Разрешениепо глубине, м0, 125250, 032, 4130, 11530, 07проницаемостьгрунтавлияетнаскоростьраспространения и длину электромагнитных волн в среде. Влажность исодержаниеминеральныхсолейухудшаютусловияраспространенияэлектромагнитных волн и снижают максимальную глубину зондирования.На объекте намечены и выполнены пять продольных профилей и двапоперечных профиля в местах расположения вертикальных стержневыхэлементов.

Шаг профилирования 0,7 м выдерживался по рулетке. Метки напоперечных профилях соответствуют бровкам земляного полотна, осям пути,междупутью.52Результаты профилирования (рисунок 3.6) обрабатывались программойKrot165 по типовым методикам. Обработка продольных профилей с вводомисходных данных в формате AutoCad выполняется в программном комплексе«Обработка георадарных профилей» разработанного учеными ДВГУПС (Г.М.Стоянович, В.В. Пупатенко, Ю.А.

Сухобок). Результатами георадарногоисследования является границы раздела геологических слоев (рисунок 3.7).Рисунок 3.6 – Поперечный георадарный профиль (бинарная форма записи)на участке у вертикального стержневого элемента № 155Рисунок 3.7 – Обработанный поперечный георадарный профильна участке у вертикального стержневого элемента № 15553В результате выполненных работ можно сделать следующие выводы.1. Георадарным обследованием на подходах к мосту выявлены три зоныпересечения осью земляного полотна палеорусел, где под техногеннымиотложенияминаблюдаетсяпогребеннаяотрицательнаяформарельефа,образованная поверхностным водотоком.

Деформации просадок на этихучастках реализовались практически полностью в период строительства.2. Процесс образования деформаций верхней части земляного полотнасвязан с оттаиванием и последующей консолидацией верхних слоев за счетоттаивания мерзлых грунтов при зимней отсыпке (рисунок 3.8).Рисунок 3.8 – Обработанный поперечный георадарный профильна участке у вертикального стержневого элементаСейсмическое профилирование. Сейсмическое зондирование выполняетсяна апаратно-программном комплексе, предназначенном для инженерно-геологического обследования грунтов искусственных сооружений и оснований зданий исооружений, разработанном в ДВГУПС доцентом Малеевым Д.Ю (рисунок 3.9).Рисунок 3.9 – Сейсмопрофилирование земляного полотна54Обследованиепроведеноапаратно-программнымкомплексом(рисунок 3.10), предназначенным для инженерно-геологического обследованияобъектов земляного полотна, искусственных сооружений и оснований зданий исооружений, а также диагностики состояния элементов верхнего строения пути.Комплекс разработан в Дальневосточном государственном университете путейсообщенияипрошелапробациюнаобъектахземляногополотнаДальневосточной и Сахалинской железных дорог.Рисунок 3.10 – Аппаратно-программный комплексдля сейсмопрофилирования земляного полотнаВ июле 2007 г.

была выполнена геодезическая съемка, по результатамкоторойсоставленпоперечныйпрофильземляногополотнаэкспериментальном участке (рисунок 3.11).0-5000050001000015000200002500030000Рисунок 3.11 – Поперечный профиль земляного полотна35000на55Отобраны образцы грунта, в лабораторных условиях определеныфизические характеристики грунтов. Лабораторные результаты определенияплотности грунтов необходимы для оценки полученных данных распределенияплотности в поперечном сечении, полученного на основе сейсмическогообследование объекта на продольных и поперечных волнах[45, 95, 98].По результатам георадарных исследований полученыследующиерезультаты.1. Методом сейсмического профилирования установлено распределениескорости распространения продольных волн Vp в теле насыпи (рисунок 3.12).0-500005000100001500020000250003000035000Рисунок 3.12 – Распределение скорости распространения продольных волн Vpв теле насыпи2.Рассчитанораспределениеэмпирической формуле   0,6226плотностигрунта,определенопоVp3 1,173, г/см (рисунок 3.13).10000-50000500010000150002000025000Рисунок 3.13 – Распределение плотности грунта3000035000563.

На основе полученного скоростного распределения Vp и распределенияплотностигрунтапутемпересчетапоимеющимсяэмпирическимзависимостям получено значение динамического модуля упругости Eg сиспользованием формулы В.И. Джурика (рисунок 3.14):lg Ед  (2,277  0,034) lg Vp  (3,779  0,107), МПа ;(3.2) n 1 , МПа , 150n  1 Ео  Ед (3.3)где Eg – динамический модуль упругости;n – пористость.0-500005000100001500020000250003000035000Рисунок 3.14 – Распределение динамического модуля упругости4.

Значение Ео определялись из лабораторных значений пористости n ипо значениям Eg с помощью зависимости n 1   1.173, МПа ,150n1Ео  Ед (3.4)где n – пористость;Eg – динамический модуль упругости (рисунок 3.15).0-500005000100001500020000250003000035000Рисунок 3.15 – Распределение модуля деформации в поперечном сечении, МПа57Исследование вибродинамического воздействия подвижного составаИсследования проводились на 8544 км.

«Транссибирской магистрали» научастке «ст. Хабаровск II – ст. Красная речка» Дальневосточной железнойдороги [91]. Измерения проводились в период максимального промерзания,оттаивания грунта и в летний период. Исследование проводилось совместно ссотрудниками кафедры «Мосты, тоннели и подземные сооружения» ДВГУПС(рисунок 3.16).Рисунок 3.16 – Исследованиевибродинамического воздействияДля регистрации колебаний использовались вертикальные геофоны GX20DX SUPER (см. рисунок 3.2) (с верхним пределом полосы пропускания 2000Гц) и сейсмостанция Сейсмолог-8.

Длина записей в отчетах составляла 1024,период дискретизации – 0,125 миллисекунды. Коэффициент усиления входнойцепи был равен 50, аппаратная фильтрация не применялась [94, 95, 96, 101].Изучениераспространенияколебанийвертикальногостержневогоэлемента осуществлялось датчиками колебаний в различных точках по высотеВСЭ (рисунок 3.17).58Рисунок 3.17 – Установка датчиковна вертикальном стержневом элементеСейсмодатчики крепились на вертикальном стержневом элементе. Поданным каждого датчика записывались две составляющие вибродинамическоговоздействия:горизонтальноеколебаниеперпендикулярновибродинамическому воздействию на стержень - Ау и горизонтальноеколебание - параллельно вибродинамического воздействия на стержень - Ах.Измерения осуществлялись по различным вариантам прохода подвижногосостава: по четному или нечетному направлениям, по обоим направлениямодновременно.Дляисследованиябыливыбраныпромежуточныевертикальныестержневые элементы № 155 и 156 на вертикальные стержневые элементы наисследуемом участке унифицированные железобетонные консольные.

Навертикальном стержневом элементе № 156 к моменту начала исследований ужебыли применены конструктивные мероприятия, предусматривающие снижениедействия горизонтальных и касательных сил морозного пучения, снижениевибродинамического воздействия поездной нагрузки, передающихся нафундаментную часть вертикального стержневого элемента, с использованиемпенополистирольноймуфтынафундаментнойчастижелезобетонной59консольной опоры и дополнительного заполнения щебенистным грунтомфракции 30–40 мм засыпки вокруг вертикальных стержневых элементов стщательным уплотнением при выполнении мероприятий по выправке в рабочеесостояние [45, 95, 99].В результате, после расшифровки и обработки данных по записиколебательного процесса получены следующие результаты. Наибольшеевибродинамическое воздействие на вертикальные стержневые элементыподвижной состав оказывает в период оттаивания грунтов насыпи земляногополотна и в летний период (рисунок 3.18).Рисунок 3.18 – Амплитуды колебанийвертикальных стержневых элементов, в различные периоды.При проведении исследования выявлено, что вертикальный стержневойэлемент № 155 подвергается наибольшему вибродинамическому воздействию,чемвертикальныйстержневойэлементмероприятиями защиты (рисунок 3.19).№ 156сконструктивными60Рисунок 3.19 – Амплитуды колебаний вертикальных стержневых элементов сконструктивными мероприятиями защиты (опора № 156) и без них (опора №155).Термометрические исследования теплового режима грунтовувертикальных стержневых элементов с применением системы мониторингатемпературы«Термоскан»,геодезическийконтрользаположениемвертикальных стержневых элементов [45, 95, 99].