Россия
Россия
Россия
Цель: Разработка методики расчета осадки оттаивающих многолетнемерзлых грунтов земляного полотна железнодорожных путей под действием динамических нагрузок. Проведение сравнительного анализа результатов расчета осадок при воздействии динамической нагрузки с результатами традиционных расчетов, основанных на статическом подходе. Метод: Исходные параметры для выполнения расчетов осадки были определены экспериментальным путем посредством лабораторных исследований грунтов в установке трехосного сжатия. Для моделирования процесса осадки использовался численный метод конечных элементов (МКЭ), реализованный в специализированном программном комплексе COMSOL Multiphysics. Данный комплекс позволил учесть особенности взаимодействия сложных геологических условий с динамическими нагрузками, возникающими при движении железнодорожного транспорта. Результаты: Выполненный расчет показал, что величина осадки земляного полотна при учете динамического воздействия значительно превосходит осадку, полученную при использовании традиционного статического метода расчета. Это подтверждает важность корректного учета динамических характеристик при оценке устойчивости дорожных насыпей, построенных на многолетнемерзлых грунтах. Практическая значимость: Учет динамических нагрузок является критически важным фактором для обеспечения высокой надежности и долговечности строительных конструкций на участках с оттаивающим мерзлым грунтом. Применение предложенной методики позволяет точно предсказывать возможные деформации и осадки грунтовых оснований, что, в свою очередь, помогает избежать преждевременных разрушений и аварийных ситуаций. Таким образом, данная работа имеет высокую практическую ценность для повышения уровня безопасности и эффективности строительства и эксплуатации железнодорожных магистралей в зонах распространения многолетней мерзлоты.
Осадка, железнодорожный транспорт, оттаивающие грунты, земляное полотно, динамические нагрузки, многолетнемерзлые грунты
1. Юрченко В. А. Вечная мерзлота: геокриологические опасности и региональная деградация мерзлых грунтов / В. А. Юрченко, А. В. Манько // ИВД. — 2023. — № 8(104). — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vechnaya-merzlota-geokriologicheskie-opasnosti-i- regionalnaya-degradatsiya-merzlyh-gruntov.
2. Зайцев А. А. Комплексная методика автоматизированной оценки динамической устойчивости железнодорожных насыпей: дис. … канд. техн. наук: 05.22.06 / А. А. Зайцев. — М., 2000. — 255 с.
3. Бушуев Н. С. Особенности проектирования трассы железной дороги в условиях вечной мерзлоты / Н. С. Бушуев, С. В. Шкурников, В. А. Герасимов и др. // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. — 2019. — № 3(63). — С. 135–142.
4. ГОСТ 12248—2010. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости.
5. ASTM D1196—93. Standard Test Method for Nonrepetitive Static Plate Load Tests of Soils and Flexible Pavement Components, for Use in Evaluation and Design of Airport and Highway Pavements. — 2004.
6. Методические рекомендации по проведению испытаний в приборе трехосного сжатия автоматизированном ГТ 1.3.5 / ООО НПП ГЕОТЕК.
7. ГОСТ Р 56353—2015. Грунты. Методы лабораторного определения динамических свойств дисперсных грунтов.
8. Сальников В. Б. Теплотехнические расчеты строительных конструкций с применением программного комплекса COMSOL Multiphysics: учеб.-метод. пособие / В. Б. Сальников, В. А. Беляков; под ред. В. Н. Алехина; М-во образования и науки РФ, Урал. федер. ун-т. — Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2016. — 48 с.
9. Прокудин И. В. Прочность и деформативность железнодорожного земляного полотна из глинистых грунтов, воспринимающих вибродинамическую нагрузку: дис. … д-ра техн. наук: 05.22.06 / И. В. Прокудин. — Л., 1982. — 458 с.
10. СП 50-101—2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений.
