Bulletin of scientific research results Bulletin of scientific research results Бюллетень результатов научных исследований 2223-9987 57916 10.20295/2223-9987-2023-1-61-68 Проблематика транспортных систем PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM Проблематика транспортных систем Investigation of Subgrade Construction on Pile Foundation with Flexible Grillage Исследование конструкции земляного полотна на свайном основании с гибким ростверком Серебряков Дмитрий Владимирович Serebryakov Dmitriy Vladimirovich sdtk@pgups.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Russian Federation 27 03 2023 27 03 2023 2023 1 61 68 26 03 2023 https://izvestiapgups.editorum.ru/en/nauka/article/57916/view

Цель: Исследовать земляное полотно автомобильной дороги в конструкции свайного основания, объединенного гибким ростверком из геосинтетического материала. Исследовать, каким образом геосинтетический материал будет работать в таком ростверке. Создать аналитическую модель свайного основания с гибким ростверком. Определить прочность тканого материала, используемого в конструкции. Проанализировать достоинства и недостатки существующих методик расчета конструкции свайного основания, объединенного гибким ростверком из геосинтетического материала. Методы: Расчет параметров конструкции из гибкого ростверка, армированного геосинтетическим материалом, производился по трем методикам: британский стандарт BS 8006-2010, немецкая методика EBGEO, метод расчета гибких нитей. Результаты: Изучен возникающий в теле насыпи арочный эффект. Просчитаны прогибы в геосинтетическом материале при разных уровнях нагрузки конструкции грунтом. Получены экспериментальные значения усилий в геосинтетическом материале. Установлена «критическая высота» — расстояние от верха сваи, в пределах которого образуется арочный эффект. Установлено численное значение равномерной осадки, при которой на поверхности не проявляется разная жесткость свайного основания. Оценена прочность геосинтетического материала гибкого ростверка основания насыпи автомобильной дороги. Проанализированы существующие методики расчета на соответствие результатам эксперимента. Практическая значимость: Разработаны технические решения для конструкций гибких ростверков двух типов, как комбинированных, так и гибких с использованием одного или нескольких слоев высокопрочного геотекстиля с песком в виде геообоймы. Разработанные технические решения удовлетворяют всем требованиям существующих нормативных документов и полученным расчетным показателям, а также требованиям по прочности, надежности и долговечности конструкции. Предложенные конструкции могут быть рекомендованы к практическому использованию.

Purpose: To investigate the roadbed in the construction of pile foundation united by flexible grillage made of geosynthetic material. To investigate how geosynthetic material will work in such a grillage. To create analytical model of pile foundation with flexible grillage. To determine the strength of such textile material used in the construction. To analyze the advantages and flaws of existing methods for calculating pile foundation structure united by flexible grillage made of geosynthetic material. Methods: Structure parameters of flexible grillage reinforced with geosynthetic material, were calculated using three methodologies: British standard BS 8006-2010, German EBGEO methods, flexible thread calculating method. Results: Arched effect arising in mound body has been studied. Deflections in geosynthetic material were calculated at different loading levels of the structure by soil. Experimental values of forces in geosynthetic material are obtained. "Critical height" is set - the distance from pile top which within, arched effect is formed. Numerical value of uniform emptying has been established which at, pile foundation different rigidity is not revealed on surface. The strength of geosynthetic material of flexible grillage of highway mound foundation is estimated. Existing calculation methods for compliance with experiment results are analyzed. Practical importance: Technical solutions have been developed for two types of flexible grillage structures, both, combined and flexible ones with the use of one or more layers of high-strength geotextile with sand in the form of geo-confining. The developed technical solutions meet all requirements of existing regulatory documents and obtained calculated indicators as well as the requirements for strength, reliability and structure durability. The proposed constructions can be recommended for practical use.

 Слабые грунты конструкция земляного полотна свайное основание гибкий ростверк геосинтетические материалы Weak soils subgrade construction pile foundation flexible grillage geosynthetic materials

Петряев А. В. Опыт применения передовых конструктивно-технологических решений при возведении земляного полотна мостового перехода через р. Волхов в Ленинградской области / А. В. Петряев, В. В. Ганчиц // Транспортное строительство. - 2018. - № 2. - С. 4-7. Petryaev A. V. Opyt primeneniya peredovyh konstruktivno-tehnologicheskih resheniy pri vozvedenii zemlyanogo polotna mostovogo perehoda cherez r. Volhov v Leningradskoy oblasti / A. V. Petryaev, V. V. Ganchic // Transportnoe stroitel'stvo. - 2018. - № 2. - S. 4-7. Петряев А. В. Деформируемость железнодорожного балласта, армированного геосинтетическими материалами / А. В. Петряев // Транспорт Урала. - 2019. - № 1(60). - С. 49-53. Petryaev A. V. Deformiruemost' zheleznodorozhnogo ballasta, armirovannogo geosinteticheskimi materialami / A. V. Petryaev // Transport Urala. - 2019. - № 1(60). - S. 49-53. Петряев А. В. Несущая способность железнодорожного земляного полотна, армированного геосинтетическими материалами / А. В. Петряев // Транспорт Урала. - 2019. - № 1(60). - С. 71-75. Petryaev A. V. Nesuschaya sposobnost' zheleznodorozhnogo zemlyanogo polotna, armirovannogo geosinteticheskimi materialami / A. V. Petryaev // Transport Urala. - 2019. - № 1(60). - S. 71-75. Kolos A. Study on railway elastic substructure vibration under heavy axle load / A. Kolos, A. Petriaev, A. Konon // AIP Conference Proceedings. Ser.: “Proceedings of the Scientific Conference on Railway Transport and Engineering, RTE 2021”. - 2021. - P. 060006. Kolos A. Study on railway elastic substructure vibration under heavy axle load / A. Kolos, A. Petriaev, A. Konon // AIP Conference Proceedings. Ser.: “Proceedings of the Scientific Conference on Railway Transport and Engineering, RTE 2021”. - 2021. - P. 060006. ГОСТ Р 55028-2012. Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Классификация, термины и определения. - М.: Стандартинформ, 2019. - 11 с. GOST R 55028-2012. Dorogi avtomobil'nye obschego pol'zovaniya. Materialy geosinteticheskie dlya dorozhnogo stroitel'stva. Klassifikaciya, terminy i opredeleniya. - M.: Standartinform, 2019. - 11 s. Манафова Д. А. Исследование особенностей работы геосинтетического материала в гибком ростверке / Д. А. Манафова, Т. А. Ткачук, Д. В. Серебряков // Сборник статей V Международной научно-практической конференции. - Пенза: МЦНС «Наука и Просвещение», 2020. - С. 40-43. Manafova D. A. Issledovanie osobennostey raboty geosinteticheskogo materiala v gibkom rostverke / D. A. Manafova, T. A. Tkachuk, D. V. Serebryakov // Sbornik statey V Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii. - Penza: MCNS «Nauka i Prosveschenie», 2020. - S. 40-43. BSI BS 8006-1 + A1-2010. Code of practice for strengthened/reinforced soils and other fills - CORR: June 30, 2012; AMD: July 31, 2016. BSI BS 8006-1 + A1-2010. Code of practice for strengthened/reinforced soils and other fills - CORR: June 30, 2012; AMD: July 31, 2016. Kempfert H.-G. Berechnung von geokunststoffbewehrten Tragschichten über Pfahlelementen / H.-G. Kempfert, M. Stadel, D. Zaeske // Bautechnik. - 1997. - Vol 74. - Iss. 12. Kempfert H.-G. Berechnung von geokunststoffbewehrten Tragschichten über Pfahlelementen / H.-G. Kempfert, M. Stadel, D. Zaeske // Bautechnik. - 1997. - Vol 74. - Iss. 12. Меркин Д. Р. Введение в механику гибкой нити / Д. Р. Меркин. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1980. - 240 с. Merkin D. R. Vvedenie v mehaniku gibkoy niti / D. R. Merkin. - M.: Nauka. Gl. red. fiz.-mat. lit., 1980. - 240 s.