Диплом Ельцов ДВ (1207704)
Текст из файла
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
Кафедра «Железнодорожный путь»
К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ
Заведующий кафедрой
________А.В. Соколов
«____»________2017 г.
ПРОЕКТ УСИЛЕНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА НА УЧАСТКЕ ПИОНЕРЫ - ЧЕХОВ ЮЖНО-САХАЛИНСКОЙ ДИСТАНЦИИ ИНФРАСТРУКТУРЫ
Пояснительная записка к дипломному проекту
Д 230506 455ПЗ
Разработал студент ________ Д.В. Ельцов
(подпись)
«___»________2017 г.
Консультант по разделу
«Безопасность жизнедеятельности»
(доцент, к.т.н.) _______ К.В. Пупатенко
(подпись)
«___»________2017 г.
Руководитель
(доцент, к.т.н.) _______ Ю.А. Сухобок
(подпись)
«___»________2017 г.
Нормоконтроль
(доцент, к.т.н.) _______ Ю.А. Сухобок
(подпись)
«___»________2017 г.
Хабаровск – 2017
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА И АНАЛИЗ СОСТОЯНИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА НА УЧАСТКЕ 10
1.1 Природно-климатическая характеристика 10
1.2 Инженерно-геологическая и гидрологическая характеристика 12
1.2.1 Геоморфологическая характеристика 12
1.2.2 Геологическая характеристика 13
1.2.3 Гидрологическая характеристика 14
1.3 Рельеф и растительность 15
1.4 Описание участка проектирования 17
2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА И ОСНОВАНИЯ 18
2.1 Расчеты устойчивости по круглоцилиндрической поверхности возможного смещения 18
2.1.1 Учет нагрузок 19
2.1.2 Определение расчетных характеристик грунта земляного полотна 20
2.1.3 Анализ результатов расчета устойчивости. Принятие мер по обеспечению устойчивости откосов 22
2.2 Расчеты устойчивости земляного полотна методом конечных
элементов 25
2.2.1 Методика расчета устойчивости методом конечных элементов 25
2.2.2 Расчет устойчивости откоса насыпи поперечного профиля КМ120 ПК9 27
2.2.3 Расчет устойчивости откоса насыпи поперечного профиля КМ120 ПК6 30
2.2.4 Расчет устойчивости откоса насыпи поперечного профиля КМ120 ПК4 31
3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕРОПРИЯТИЙ ПО УСИЛЕНИЮ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА 34
3.1 Обзор мероприятий по усилению земляного полотна 34
3.2 Расчет и проектирование усиления насыпи бермой 42
3.2.1 Расчет устойчивости откоса насыпи поперечного профиля насыпи, усиленной бермой КМ120 ПК9 42
3.2.2 Расчет устойчивости откоса насыпи поперечного профиля насыпи, усиленной бермой КМ120 ПК6 44
3.2.3 Расчет устойчивости откоса насыпи поперечного профиля насыпи, усиленной бермой КМ120 ПК4 46
3.3 Расчет и проектирование буроинъекционных свай 49
3.3.1 Определение расстояния между сваями 51
3.3.2 Расчет сваи на действие горизонтальной силы 52
3.3.3 Расчет сечения сваи на действие горизонтальной нагрузки 55
3.3.4 Расчет прочности сваи на действие изгибающего момента 56
3.3.5 Расчет буроинъекционных свай 57
4 ДИАГНОСТИКА ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА 60
4.1 Традиционные методы 61
4.2 Геофизические методы 63
4.2.1 Сейсмические методы 63
4.2.2 Георадиолокационный метод 65
4.2.3 Электрометрические методы 66
4.2.4 Прочие методы 68
4.3 Технология георадарного обследования земляного полотна 69
4.3.1 Построение скоростной модели 71
4.3.2 Преобразование временного разреза в глубинный разрез 74
4.4 Оценка экономической эффективности применения геофизических методов при обследовании земляного полотна 74
5 ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА ПРИ ОБСЛЕДОВАНИИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ГЕОФИЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ 80
5.1 Оценка условий труда при обследовании земляного полотна геофизическими методами 80
5.1.1 Основные термины и понятия 80
5.1.2 Классификация опасных и вредных производственных факторов при работе с георадаром 80
5.1.3 Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий труда при воздействии параметров микроклимата 82
5.1.4 Отнесение условий труда к классу (подклассу) условий трудапри воздействии параметров шума 83
5.1.5 Отнесение условий труда по классу (подклассу) условий труда по тяжести трудового процесса 84
5.2 Основные меры безопасности при обследовании оползневого участка методом георадилокации 84
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 88
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 89
ВВЕДЕНИЕ
Земляное полотно представляет собой основание из грунта для устройства на нем верхнего строения пути железной дороги. При длительной эксплуатации железнодорожное земляное полотно подвергается неблагоприятным природным воздействиям (от воды, температуры, гравитационных процессов), а также ударно-динамическому воздействию подвижного состава. В результате с течением времени в грунтах земляного полотна происходят необратимые процессы — изменяются физико-механические характеристики, влажностный режим, плотность, а, следовательно, и напряженно-деформированное состояние земляного полотна в целом. Это нередко приводит к деформациям полотна и невозможности обеспечения требуемых скоростей движения поездов.
Целью данного проекта является обзор и выбор мероприятия для усиления земляного полотна на участке Пионеры – Чехов Южно-Сахалинской дистанции инфраструктуры.
Исходя из данной цели, были сформулированы следующие задачи:
1) ознакомиться с характеристикой района и провести анализ состояния земляного полотна на участке;
2) определить расчетные характеристики грунтов земляного полотна и основания;
3) запроектировать мероприятия по усилению земляного полотна;
4) выполнить диагностику земляного полотна;
5) изучить обеспечение безопасных условий труда при обследовании земляного полотна геофизическими методами.
В первой главе представлены теоретические аспекты характеристик природно-климатической, инженерно-геологической, гидрологической, рассмотрены рельеф и растительность.
Во второй главе были определены расчетные прочностные характеристики грунта насыпи, для этого выполнены расчеты устойчивости по круглоцилиндрической поверхности возможного смещения с использоваием метода конечных элементов.
В третьей главе были рассмотрены мероприятия по усилению земляного полотна, произведен расчет и проектирования усиление насыпи бермой, произведен расчет буроинъекционных свай.
В четвертой главе рассмотрены геофизические методы обследования земляного полотна, а именно: сейсмические, георадиолокационный, электрометрический и прочие. Рассмотрена технология георадарного обследования земляного полотна. Произведена оценка экономической эффективности применения геофизических методов при обследовании земляного полотна.
В пятой главе произведена оценка условий труда при обследовании земляного полотна геофизическими методами, рассмотрены основанные понятия и термины, приведена классификация опасных и вредных производственных факторов при работе с георадаром, приведены основные меры безопасности при обследовании оползневого участка методом георадиолокации.
1 ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА И АНАЛИЗ СОСТОЯНИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА НА УЧАСТКЕ
1.1 Природно-климатическая характеристика
Сахалинская область находится в зоне действия муссонной циркуляции умеренных широт. Климатические особенности рассматриваемой территории связаны, в основном, с ее географическим положением у границы Азиатского материка и Тихого океана. Влияние солнечной радиации, одного из основных климатообразующих факторов, здесь несколько ослаблено значительной облачностью и частыми туманами. Большая протяженность Сахалина с севера на юг, сложный рельеф и различный термический режим омывающих морей определяют разнообразие его климатических особенностей.
Так как климат имеет муссонный характер, то его основными чертами являются частая повторяемость штормовых ветров, продолжительные метели, выпадение значительных осадков, туманы, гололед, резкая смена погоды.
Зимой преобладают северо-западные ветры (зимний муссон), которые приносят на территорию холодный континентальный воздух, поэтому зимой часто происходят метели. Периодически установившийся режим нарушает теплый морской воздух.
С приближением теплого периода устанавливается область пониженного давления, над более холодным Охотским морем образуется повышенное давление.
Частые циклоны (более 100 в год) сопровождаются сильными ветрами и интенсивными осадками. Наиболее опасны южные циклоны и тайфуны (до 30 в год), которые преимущественны в конце лета – начале осени. Циклоны и тайфуны сопровождаются сильными штормовыми ветрами [3].
Температура воздуха в районе зимой достигает -26 °С. Самые низкие температуры наблюдаются в январе. Наблюдаются оттепели, когда температура воздуха повышается до +40 °С, +60 °С. Весной отмечаются частые возвраты холодов, даже в апреле могут наблюдаться температуры ниже минус 20 °С. Лето влажное, прохладное. Самый теплый месяц – август, со среднемесячной температурой +18 °С. Средняя продолжительность безморозного периода составляет 150 дней. На юго-западном побережье устойчивый холодный период длится 130-140 дней. Переход среднесуточной температуры через 0 °С наблюдается в середине ноября и начале апреля.
Почва промерзает на небольшую глубину до 40 – 70 см, так как снежный покров большой высоты и близко расположены грунтовые воды. В малоснежные зимы глубина промерзания достигает 100 см.
Зимой преобладают ветры северных направлений, летом – южных. Северные ветры действуют продолжительнее. Наибольшая скорость ветра в ноябре – декабре. Скорость ветров южных направлений не велика, но при тайфунах и циклонах возникают ветры ураганной силы, скорость которых достигает 70 м/с.
В апреле и в сентябре – октябре преобладают западные ветры. Осенью штормовые ветры наблюдаются чаще, они могут продолжаться в течение нескольких суток. На западном побережье, где находится данный участок, особую опасность представляют ураганные ветры 30 м/с и более, с порывами 40 м/с и более (3 случая в год).
В течение года осадки распределяются неравномерно. Минимальное количество приходится на февраль. Зимой осадки мало интенсивны, но продолжительны и часто повторяются. В отдельные дни наблюдаются обильные снегопады с количеством осадков более 20 мм. При прохождении тайфунов и циклонов количество осадков максимально (август – сентябрь). В этот период количество выпавших осадков за одни сутки может превышать месячную норму. Зимой характерен длительный снежный покров. Максимальная высота его достигает в марте до 70 см. Снег распределяется неравномерно: с открытых участков он сдувается и накапливается в понижениях долин и распадков, высота его достигает несколько метров. Накопление снега приводит к образованию на склонах лавин.
В районе высокая относительная влажность: в летний период – 80-90 %, зимой – 70-80 %.
Особенностью Сахалинского климата являются частые и продолжительные туманы. Максимальная повторяемость туманов в июне и июле. Туманы могут удерживаться в течение нескольких суток. В холодное время туманы редки.
Зима на Сахалине отличается частыми продолжительными метелями. Наибольшая повторяемость метелей наблюдается на побережьях и мысах, где наибольшая скорость ветра. Число дней с метелью значительно больше на западном побережье из-за его незащищенности от северных и северо-западных ветров. При южных ветрах метелей меньше. В среднем за год продолжительность метелей на западном побережье составляет 400-600 часов. Они сопровождаются обильными снегопадами и штормами.
В целом климатические условия в данном районе отличаются разнообразием особо опасных явлений: штормов, тайфунов, метелей, снежных заносов, лавин.
1.2 Инженерно-геологическая и гидрологическая характеристика
1.2.1 Геоморфологическая характеристика
Берега Сахалина отличаются своей удивительной выравненностью. При этом отмечается вытянутость как всего острова в целом, в направлении, близком к меридианальному.
По морфологическим признакам выделяются следующие морфологические типы берегов:
- выровненные абразивные берега;
- выровненные абразивно-аккумулятивные берега;
- выровненные аккумулятивные берега с отмерзшим клифом и причлененной современной морской террасой;
- выровненные аккумулятивные берега (лагунные и лиманно-лагунные).
Выровненные аккумулятивные берега с отмершим клифом и причлененной современной морской террасой отмечаются только по западному побережью Сахалина к северу от Углегорска и на участке от полуострова Крильон до ст.Томари. Коренной склон высотой 40-60 и сложен преимущественно третичными, реже молодыми элевролитами, песчаниками и глинистыми сланцами с прослоями гравелитов и мелкогалечных конгломератов. Породы сравнительно легко выветриваются, Аккумулятивная терраса с отметками поверхности 5-10 м и шириной 50-150 м сложена песчано-гравийными грунтами мощностью 3-5 м с прослоями супеси и суглинка пылеватого. Отложения террасы залегают на скальном основании древнего бенча. Исключение составляет аккумулятивная терраса в районе ст.Костромской, ширина которой достигает 4,5 км.
Пляжи. Почти на всем протяжении западного и восточного побережий Сахалина у подошв, отмерших и активных клифов, встречаются пляжи сложенные песчано-гравелистыми, реже песчаными и гравелисто-галечными отложениями. Ширина их на разных участках колеблется от 3-10 и до 20-25 м. Мощность пляжевых отложений незначительна. Местами из-под песка обнажаются коренные породы. Пляж, как правило, кончается, у самого уреза или в нескольких метрах от него, где на подводном береговом склоне обнажается скалистая поверхность бенча.
1.2.2 Геологическая характеристика
Почвы в районе реконструкции дороги лесные бурые, лесные неподзоленные и торфяные, средне и тяжелосуглинистые по механическому составу. Поймы рек и подпойменные территории заняты суглинистыми лугово-дерновыми и лугово-глеевыми заболоченными и слоистыми пойменными аллювиальными грунтами.
1.2.3 Гидрологическая характеристика
Гидрологические условия участка определяются геологическим строением, рельефом и климатом. Преобладание в геологическом разрезе водоупорных пород не благоприятствуют формированию крупных подземных бассейнов, но в виду значительной трещиноватости, а также тектонической раздробленности некоторых участков все это может способствовать накоплению в массивах коренных пород трещинных вод.
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
