автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Обоснование конструктивно-технологических решений ледовых переправ, армированных геосинтетическими материалами

005005628

Якименко Ольга Владимировна

ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ЛЕДОВЫХ

ПЕРЕПРАВ, АРМИРОВАННЫХ ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ

Специальность 05.23.11— Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

-8.ДЕК 2011

Омск • 2011

005005628

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Сироткж Виктор Владимирович

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Матвеев Сергей Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Смирнов Александр Владимирович

кандидат технических наук, доцент Вдовин Евгений Анатольевич

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный

университет путей сообщения (СГУПС)»

Защита состоится 22 декабря 2011 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.250.01 ВАК РФ при ФГБОУ ВПО «СибАДИ» по адресу: 644080, г. 0мск-80, проспект Мира, 5, СибАДИ, ауд. 3124.

Телефон для справок: (8-3812) 65-20-41; факс: (8-3812) 65-03-23. E-mail: bobrova.tv@gmail.com.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СибАДИ. Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета.

Копию отзыва можно присылать на e-mail: bobrova.tv@gmail.com.

Автореферат разослан 21 ноября_2011 года.

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор С УЬ^С/— Т.В. Боброва

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Большая часть территории нашей страны расположена в северных районах, лишённых развитой дорожной сети. В зимний период для доставки грузов, пассажиров и техники в этих районах широко используются автозимники и ледовые переправы. Так, например, по данным МЧС, ежегодно в России официально действует до 500 ледовых переправ.

При освоении новых месторождений нефти и газа ледовые переправы незаменимы, а в северных районах нашей страны являются единственной связью с Большой землёй. Так, по данным Комитета Совета Федерации по делам Севера и малочисленных народов, до 65 % населённых пунктов в ХМАО, 56 % - в Якутии, 81 % населённых пунктов в Чукотском АО не имеют круглогодичного выхода на дороги с твёрдым покрытием. При этом длина переправ колеблется от сотен метров до сотен километров (оз. Байкал, р. Енисей и т.п.).

Отличительные особенности ледовых переправ и автозимников — сравнительно малые интенсивность и скорость движения транспортных средств, а также значительная грузоподъёмность большинства автомобилей, осуществляющих грузоперевозки по этим временным дорогам. Для безопасного пропуска большегрузных транспортных средств (общей массой 30-^40 т и более) требуется толстый прочный ледовый покров (70-НЮ см и более) с минимумом трещин.

За историю строительства ледовых автозимников для их усиления использовали всевозможные материалы: солому, ветки, стальные тросы, пульпу из газетной бумаги, листы пергамента и т.п.

В нормативах ледовые автозимники рекомендуется усиливать намораживанием дополнительных слоёв льда сверху. Иногда вмораживают в верхнюю часть ледового покрова деревянные брусья и устраивают настил. Этот способ усиления очень трудоёмок, дорог и в основном помогает при ослаблении ледового покрытия сквозными трещинами.

Анализ результатов отечественных и зарубежных исследований свидетельствует, что армирование дорожных конструкций геосинтетическими материалами (ГМ) позволяет повысить их сопротивление растягивающим напряжениям от силовых и температурных воздействий, уменьшить тре-щинообразование и увеличить срок службы автомобильных дорог. Эти исследования и сорокалетняя практика применения ГМ касаются усиления слабых грунтовых оснований, земляного полотна, дискретных оснований и асфальтобетонных покрытий. В российских и зарубежных публикациях имеются лишь отрывочные сведения о целесообразности применения ГМ при строительстве автозимников.

До настоящего времени нет единого мнения в вопросах конструирования и расчёта армированных дорожных конструкций, в выборе эффективных ГМ. Далеко не всё ясно в вопросах технологии строительства конструкций, армированных ГМ.

Таким образом, актуальность диссертационной работы заключается в развитии научных положений и практических рекомендаций по усилению ледового покрова автозимников геосинтетическими материалами.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ). Исследования выполнялись по прямым договорам с производственными подразделениями.

Основная идея работы состоит в научном обосновании метода расчёта и конструктивно-технологических решений при строительстве ледовых переправ, армированных геосинтетическими материалами.

Объектом исследования является ездовое полотно ледовых переправ.

Предмет исследования - закономерности изменения прочностных и деформативных параметров армированных ледовых покрытий при введении армирующих прослоек из геосинтетических материалов.

Цель диссертационного исследования - обосновать увеличение несущей способности ледового покрова и повышение безопасности движения транспорта за счёт армирования льда геосинтетическими материалами.

Для достижения поставленной цели в работе сформулированы и решены следующие задачи:

- проанализированы результаты исследований свойств льда, опыт строительства и эксплуатации ледовых переправ;

- разработаны методики лабораторных испытаний и экспериментально изучены особенности физико-механических свойств геосинтетических материалов при отрицательных температурах и высокой влажности;

- на основе математического моделирования сделан прогноз изменения напряжённого состояния ледового полотна от силовых воздействий при введении армирующих прослоек;

- разработаны методики лабораторных испытаний и экспериментально изучены физико-механические свойства льда, армированного геосинтетическими материалами;

- проверены результаты экспериментально-теоретических исследований путём строительства и обследования опытных участков с армированным ледовым полотном;

- разработаны рекомендации по проектированию и строительству ледовых переправ, армированных геосинтетическими материалами.

Научная новизна результатов работы заключается в следующем:

- впервые разработана классификация способов увеличения несущей

способности ледовых переправ;

- впервые предложена регламентация требований к геосинтетическим материалам для строительства ледовых переправ;

- на основе математического моделирования определены закономерности формирования напряжённого состояния ледового полотна автозимников, армированного ГМ при воздействии транспортной нагрузки;

- экспериментально установлены закономерности изменения механических свойств льда, армированного стеклосетками и плоскими георешётками из полипропилена, и показатели этих свойств, необходимые для расчёта ледового полотна;

- предложена методика расчёта ледового покрова переправ, армированного ГМ;

- предложены новые способы строительства ледовых переправ, армированных ГМ.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в том, что на базе проведённых исследований разработаны рекомендации по проектированию и строительству ледовых переправ, армированных геосинтетическими материалами, включающие:

- регламентацию требований к ГМ;

- рекомендации по конструированию и расчёту ледовых переправ, армированных геосинтетическими материалами;

- предложения по технологии строительства армированных ледовых переправ и демонтажу армирующих прослоек в весенний период.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- соблюдением основных принципов физического и математического моделирования;

- достаточным объёмом экспериментальных данных, полученных с использованием: приборов и оборудования, прошедших поверку, и аттестацию;

- удовлетворительным совпадением экспериментальных и теоретических результатов;

- результатами опытно-производственной проверки результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Личный вклад автора заключается в определении цели и задач исследования; выполнении теоретических и экспериментальных исследований; участии в опытно-производственном строительстве и обследовании опытных участков, а также в анализе и обобщении полученных результатов.

Реализация результатов исследования осуществлена путём строительства и обследования опытных участков армированных ледовых переправ. Рекомендации переданы для внедрения в проектные и строительные

организации г. Красноярска (ООО «Индор-Красноярск») и г. Омска (ООО « Омскдорпроект»).

Теоретические и практические разработки используются при подготовке учебных пособий, проведении лекций и практических занятий по дисциплинам «Специальные вопросы проектирования дорог», «Применение геосинтетических материалов в дорожных конструкциях», «Усиление ледовых переправ и автозимников» со слушателями ФПК, студентами и магистрантами СибАДИ, при разработке дипломных проектов.

Апробация работы. Материалы исследования доложены, обсуждены и получили положительные отзывы на восьми конференциях: на II Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования» (Омск, 2007); на 62-й научно-технической конференции (Омск, 2008); на I Всероссийском дорожном конгрессе (Москва, 2009); на IV Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных (Омск, 2009); на технологическом конгрессе «Новые технологии строительства и содержания автомобильных дорог в условиях Сибири и Крайнего Севера» (Омск, 2009); на VII Международной научно-технической конференции «Динамика систем, механизмов и машин» (Омск, 2009); на 63-й научно-технической конференции (Омск, 2009); на V Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных (Омск, 2010).

Публикации. Основные результаты исследования опубликованы в 11 научных статьях (две статьи опубликованы в издании, рекомендованном в списке ВАКа), получены два патента: на изобретение (№ 2739409 от 21.07.2008 «Способ создания ледовой переправы») и полезную модель (№ 93 820 от 21.07.2008 «Ледовая переправа»).

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, общих выводов, библиографического списка и приложений. Результаты исследования изложены на 180 страницах основного текста, включающего 116 рисунков, 32 таблицы, библиографический список из 128 наименований; объём приложений - 36 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность исследования, которому посвящена диссертационная работа, сформулированы цель и задачи работы, изложена научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе дан обзор существующих классификаций и конструкций автозимников. Описаны методы проектирования и строительства ле-

довых переправ. На основе анализа и обобщения научных публикаций, патентной информации, опыта строительства и эксплуатации ледовых переправ соискателем разработана классификация способов увеличения несущей способности ледового покрова (рис.1). Представлена информация о геосинтетических материалах (ГМ), выпускаемых отечественными и зарубежными производителями для усиления дорожных конструкций, физико-механические свойства этих ГМ.

Во второй главе рассмотрены механические свойства льда и особенности его поведения под действием подвижной нагрузки. Выполнен анализ существующих методов расчёта и определения несущей способности ледовых переправ, составлена классификация этих методов.

Наибольший научный вклад в исследование свойств льда, как материала дорожного покрытия, его физико-механических свойств внесли Б.А. Савельев, С.А. Бернштейн, И.П. Бутягин, Б.П. Вейнберг, К.Н. Коржавин, С.С. Вялов, С.С. Голушкевич, H.H. Зубов, К.Е. Иванов, П.П. Кобеко, Н.В. Черепанов, А.Р. Шульман, В.В. Лавров, Б.Д. Карташкин, А.Н. Комаров-ский, И.С. Песчанский, В.Н. Пинегин, Н.К. Снитко, Н.Д. Шишов, В.В. Богородский, Н.Х. Флетчер, З.В. Глен, М. Ивинг, А. Крэри, А. Торн и др. Ряд учёных предлагали разные способы усиления и расчёта ледового полотна: Н.К. Васильев, М.М. Корунов, И.С. Песчанский, В.П. Симаков, В.М. Козин, B.C. Морозов, H.H. Бычковский, Д.Е. Хейсин, К.Ф. Войтковский, Д.Ф. Панфилов и др.

Для оценки эффективности применения ГМ в качестве арматуры для льда был выполнен расчёт на прочность ледовых образцов балок. На рис. 2 представлена схема действия нагрузок на образец - балку. Поперечное сечение балки - прямоугольник (рис. 3). Данная схема испытаний моделирует наиболее опасный случай работы льда под нагрузкой - участки, где лёд завис над водой (а не плавает в ней). При действии нагрузки балка испытывает две стадии напряжённого состояния.

Первая стадия продолжается от момента нагружения до образования первой трещины, нормальной к его продольной оси. Первая трещина образуется в опасном сечении под нагрузкой при достижении растягивающими напряжениями значений, равных расчётному сопротивлению льда на растяжение (сг0 = Яшг). На данной стадии были определены напряжения во льду и арматуре, равнодействующие внутренних сил в растянутой и сжатой зонах поперечного сечения, а также растягивающее усилие в арматуре.

Напряжения в основной части поперечного сечения изо льда равны

Е\ М m

У, О)

прив ''

где М— изгибающий момент в опасном сечении.

Рис. 1. Классификация способов увеличения несущей способности ледового покрова и продления

сроков эксплуатации переправ

Г 1 г/1

' А*,) ДМ

. . I ........

Рис. 2. Расчётная схема действия нагрузок: сила, приложе1шая к образцу; / -расстоя!ше между опорами

Напряжение в арматуре равно

и, с

гК '2

и., У,;"'. а ч-е? ТЦ р. ' ¿0 2

Рис. 3. Поперечное сечение образца

О", =

¿2 А/ Р /

при«

У 2 •

(2)

Определим равнодействующие внутренних сил (рис. 4), возникающих в растянутой и сжатой зонах поперечного сечения (Н2 и Л]):

Л^А-ь-Л^^-ь. (3)

Растягивающее усилие в арматуре N0 определяем из следующего условия:

ХХ = Л'0-Л,+Й2=0 => (4)

Сопоставив предельную расчётную величину растягивающих напряжений от приложенной нагрузки с экспериментальными данными, мы получили близкие значения.

1 >—/

1 \ч я,

к, ?

2 ь,1 ь ь к Х % N0

02

. _ Рис. 4. Расчётная схема

Вторая стадия начинается с момента образо- дая определения Д,, Д0 и

вания первой трещины. Расчётная схема и схема

действия сил представлены на рис. 5.

До на первой стадии

(5)

Для оценки состояния образца на второй стадии использовали модель плоского напряжённого состояния и функцию Эри. Решение плоской задачи заключается в определении функции напряжений (р(х, у) из бигармонического уравнения с использованием метода конечных разностей:

а *

1- 1

4.4 к,|

д> ! о 5У ]

Эх4 дх2ду2 ду4

б л

Ил

А'и

1/2

Рис. 5. Расчётная схема работы балки (а) и действия сил (б) на фрагмент балки на второй стадии

Для решения задачи исследуемая область была разбита на ячейки размерами Ах=Лу=1см. В результате получили 14 узлов по оси К и 11 узлов по оси X. Расчётным путём были вычислены нормальные напряжения ах, сгу, касательные гху и главные напряжения сгшах и <тгпш во всех узлах сетки:

сгг + сг„

Ггг ^ ^ ~ °у

+ т

ху ■

(7)

По результатам расчёта построены эпюры напряжений и вычислены углы наклона нормалей главных площадок, построены изолинии действия главных напряжений (рис. 6).

I I '

Рис. 6. Изолинии действия главных напряжений (а), пример разрушения армированного ледового образца (б)

Сравнивая картину изолиний с сеткой трещин, образующихся при проведении лабораторных испытаний, можем сделать заключение, что наклон и зона локализации трещин достаточно хорошо совпадают с аналогичными характеристиками изолиний. Это подтверждает адекватность выбранной модели разрушения армированного образца.

Полученные результаты позволяют теоретически прогнозировать и обосновать увеличение безопасности движения по ледовым переправам за счёт снижения вероятности резкого и хрупкого разрушения армированного льда под нагрузкой.

При выполнении теоретических исследований и определении несущей способности переправ ледовый покров можно представить в виде бесконечной плиты, лежащей на упругом основании. Для исследований использовались и сопоставлялись два метода: метод Панфилова и метод Матвеева — Немировского. Оба метода расчёта дали близкие результаты (для неармированного льда). Однако метод Матвеева - Немировского позволяет определять напряжённое состояние многослойной плиты, лежащей на упругом основании (рис. 7), с учётом включения в состав плиты отдельных слоёв, имеющих композитную структуру, близкую по своим свойствам слоям льда, армированным геосинтетическими материалами.

Для случая цилиндрического изгиба расчётная схема плиты фактически заменяется расчётной схемой бесконечной полосы на упругом основании. Для замены бесконечной полосы полосой конечной длины подобраны её размеры, которые примерно равны размерам чаши прогибов бесконечной полосы.

Зависимости между напряжениями и деформациями для упругого слоя, расположенного в плоскости ху, имеют вид

<Гх=Аи£х+А\2?у-А1ТТ>

ау =А21£х +А22£у ~А1ТТ'> (8)

тху=АЗзУху'.

где ах, (Ту, гху -напряжения; ех, £у, уху - деформации; Л11, Л12, Л21, Л22, Лзз - упругие постоянные; А\т, А2х — коэффициенты термоупругости; Т— температура.

Выражения (8) справедливы как для неармированных (изотропных), так и для армированных (ортотропных) слоёв. Упругие постоянные для армированного слоя определяются по формулам

Л22=£2-^ + а?уЕу; 1-у0 1-^0

Рис. 7. Расчётная схема плиты

А -А - Е°У° ■ А - ,Е°

(9)

где Е0, —модуль упругости и коэффициент Пуассона основного материала слоя; Ех, Еу - модули упругости армирующих волокон, ориентированных вдоль осей ли у соответственно (рис. 8).

4

- р ¥

2л|

РХ . 2а

Постоянные т,<ох,а>у определяются из выражений

(10)

Максимальный изгибающий момент Рис. 8. Характерная ячейка определяется по формуле

армирующей геосетки

Л^шах =^^(¿/2)+6(0)^(1/2)+(11) где Л/(0) и 2(0) - начальные параметры.

Максимальный прогиб определяется из выражения

"шах =-М1(0)^3(/,/2)-е;с(0)^(1/2)-^г[1-^(А/2)], (12)

К

где Р], Р2, /м - функции Крылова.

Для армированных слоев вычислены упругие постоянные, а для всей плиты определены изгибающий момент, поперечная сила и максимальный прогиб в центре грузовой площадки.

Сравнивая прогибы неармированной ледовой плиты с прогибами плиты, армированной различными видами геосинтетических материалов, установили, что при введении армирующих геосинтетических материалов в ледовую плиту происходит уменьшение максимального прогиба конструкции (табл. 1).

Таблица 1

Результаты расчёта

Геосинтетический материал Прогиб, м Уменьшение прогиба, %

Сетка СТ-100 0,026 56,7

Решётка Поли-40 0,049 18,0

Решётка Поли-30 0,050 15,3

Решётка Поли-20 0,051 14,6

Величина снижения максимального прогиба зависит от характеристик используемого материала: наибольшее снижение получено для стеклосетки, имеющей максимальную прочность и минимальную де-формативность, а минимальные - для георешётки из полипропилена. Достоверность результатов расчётов подтверждается удовлетворительным совпадением экспериментальных и теоретических данных. Различия величин уменьшения прогибов, полученных теоретически и при опытно-производственной проверке, составляют 5-*-20 %.

Для оценки прочности конструкции ледовой переправы, армированной геосинтетическими материалами, определяли напряжения в разных слоях ледовой плиты по формулам

(13)

Здесь -м>" - кривизна, определена с помощью метода начальных параметров.

Для определения напряжения непосредственно в армирующем материале используем условие равенства относительных деформаций е^ в композитном слое и непосредственно в армирующих волокнах

(14)

аР"

где Еарм - модуль упругости армирующего материала; Варм - деформация в армирующем слое.

аарм

здесь - среднее напряжение в армирующем слое; упругая характери-

стика композитного армированного слоя.

Из условия прочности получено выражение для определения несущей способности ледового покрова

где Я - предел прочности льда на растяжение при изгибе, МПа.

Для приближённых расчётов в работе предложен метод определения несущей способности по упрощённой математической модели:

\2

р=

!гпр+0,5ЬчутК2 \\п„

К3К4-К (17)

где И„р и кмут — толщина прозрачного и мутного льда, см; и„ - коэффициент, учитывающий интенсивность движения; К2 - коэффициент изменения общей структуры

льда при намораживании; К3 -коэффициент запаса прочности при оттепелях; К* — коэффициент неравномерности структуры льда; Карм — коэффициент, у чигывающий наличие армирующей прослойки из геосинтетического материала.

Это известная и проверенная формула. Численные значения коэффициентов К2 — К4 приведены в ОДН 218.010-98. Мы добавили в эту формулу коэффициент армирования Карл„ численные значения которого определены теоретически и проверены экспериментально (табл. 2).

Таблица 2

Значения коэффициента армирования . .

. Прочность геосетки (плоской георещётки), кН/м Относительная деформация при разрыве, %, не более Карм ПРИ верхнем/нижнем армировании

20 3 1,10/1,15

8 1,05/1,10

60 3 1,20/1,30

8 1,15/1,20

100 3 1,30/1,50

8 1,25/1,40

Примечание, Промежуточные значения коэффициентов по прочности, деформа-тивности и местоположению ГМ определяются методом интерполяции.

При «верхнем армировании» армирующий материал располагается в зоне не глубже 1/3 от общей толщины ледового покрова, но не ближе 5 см от дневной поверхности льда. При «нижнем армировании» армирующий материал располагается в зоне не выше 1/3 от общей толщины ледового покрова, но не ближе 5 см от нижней поверхности льда.

Третья глава содержит результаты исследований свойств геосинтетических материалов при отрицательных температурах и повышенной влажности, а также льда, армированного ГМ. Для армирования образцов использовали георешётки и геосетку (табл. 3).

Таблица 3

Некоторые свойства геосинтетических материалов, использованных для армирования ледовых образцов

Условное наименование геосинтетического материала Сырьё Прочность при растяжении, кН/м Относительная деформация при разрыве, % Размер ячейки, мм

Плоская георешётка Поли-20 Полипропилен 22,4 6,5 39x39

Плоская георешётка Полй-30 Полипропилен 32,2 6,1 39x39

Плоская георешбтка Поли-40 (геокомпозит) Полипропилен 40,5 6,3 33x33

Стеклосетка СТ-100 (геокомпозит) Стекловолокно, полипропилен 109 1,4 25х25

При определении предела прочности при растяжении образцы ГМ имели ширину 180^-220 мм, в зависимости от вида материала и размера ячеек. Образцы выдерживались в климатической камере при заданной температуре в течение суток. Испытания проводились при температуре материала +20±2 °С, 0±2 °С и -20±2 °С. Для моделирования высокой влажности образцы перед испытанием помещались в воду, а потом равномерно обливались водой (вода распылялась по всей поверхности образца из пульверизатора) непосредственно в морозильной камере до образования слоя льда толщиной не менее 1 мм. Результаты определения предела прочности при растяжении геосинтетических материалов при отрицательной температуре приведены на рис. 9.

130

о 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 Общая деформация £тях1, /о

Рис. 9. Результаты определения предела прочности при растяжении ГМ при положительной и отрицательной температурах (1 - 4 - соответственно СТ-100, Поли-40, Поли-30 и Поли-20 при температуре 20 °С (данные Е.

Крашетппта); 1 * - 4* - те же материалы при температуре -20 °С '

Установлено, что при понижении температуры испытаний ГМ не происходит заметного изменения предела прочности на растяжение. Деформативность георешёток на основе полимеров снижается до 20-К35 %, а на основе стекловолокна - до 7 %. При этом не наблюдается существенного повышения хрупкости этих материалов.

В результате исследований по определению ползучести и длительной прочности геосинтетических материалов при отрицательной температуре установлено, что период завершения деформаций ползучести ГМ зависит от величины приложенной нагрузки (рис. 10).

При отрицательной температуре нарастание деформации ползучести у георешёток из полипропилена замедляется в два раза по сравнению с деформациями при положительных температурах. Стеклосетка имеет практически одинаковую кинетику нарастания деформаций при отрицательной и положительной температурах.

Время нагружала, ч

Рис. 10. Процесс ползучести геосинтетических материалов при положительной (а; данные Е. Крашенинина) и отрицательной (б) температурах

При определении прочности ГМ после воздействия циклов замораживания-оттаивания образцы укладывали на дно ванны, которая заполнялась водой и помещалась в морозильную камеру при температуре -20±2 °С до полного замерзания воды. После этого проводили полное размораживание образцов при комнатной температуре (18+23 °С) до отсутствия льда в ванне. Образцы подвергали 25 циклам замораживания-оттаивания. В результате установлено, что максимальное снижение прочности (до 13 %) наблюдается при испытании георешёток на основе полимеров, до 4 % - для материала на основе стекловолокна.

Для формирования образцов изо льда формы из полипропилена помещались в морозильную камеру, где в них послойно намораживались ледовые балки. Размеры готовых образцов составляли 400x100x100 мм. Размер образцов обусловлен размерами ячеек геосинтетических материалов.

После замораживания образцы хранились в морозильной камере. Срок хранения образцов не превышал двух суток. Для предохранения образцов от выветривания они были изолированы полиэтиленовой плёнкой. Перед испытаниями при заданной температуре образцы тер-мостатировались в течение 6 часов. Испытания проводили на компьютеризированной установке ЛКСМ-1 при постоянной скорости нагруже-ния (100±1) мкм/с. Расстояние между опорами составляло 260 мм.

Лабораторные исследования показали различия в механизме разрушения армированных и неармированных образцов. При достижении предела прочности (ао=Яих) в основной части сечения балки появляется центральная трещина. При этом неармированный образец разруша-

ется хрупко, в одну стадию, образуя две призматические части. В армированном образце после появления первой трещины в работу вступают армирующий материал и лёд, находящийся выше георешётки. Величина второй стадии зависит от прочности и деформативности армирующего материала и силы сцепления между армирующим и армируемым материалами. Эта стадия характеризуется дальнейшим развитием трещин (см. рис.6, б). С увеличением нагрузки в арматуре растянутой зоны развиваются неупругие деформации и уменьшается её сцепление со льдом, который постепенно исключается из работы. Лёд начинает работать как дискретный материал, что приводит к разрушению образца без разрушения арматуры.

Максимальная величина второй стадии наблюдалась у льда, армированного стеклосеткой с прочностью на разрыв 100 кН/м (рис. 11).

Рис. 11. Одна из диаграмм, иллюстрирующая характер разрушения неармированных балок изо льда (1) и армированных геосеткой (2)

При этом предел прочности на растяжение при изгибе возрастает не более чем на 15 %, а суммарная работа, потребная для полного разрушения образцов, увеличивается в 3-;5 раз по сравнению с неармиро-ванными образцами. Эксперименты показали, что с понижением температуры льда от 0 °С до -20 °С его прочность и модуль упругости возрастают в 3,0^3,5 раза.

В четвертой главе изложены результаты строительства и обследования опытных участков ледовых переправ, усиленных геосинтетическими материалами. Представлена экономическая оценка предлагаемых решений.

Опытные участки ледовой переправы, армированной геосинтетическим материалами, были построены и испытаны с участием Омского танкового института с целью проверки результатов теоретических и

|е " -

г, -—г,, .,. ....""" '' "" "". ... ':"'

экспериментальных исследований. Отрабатывались технологии вмон-тйрования (вмораживания) армирующего материала в лёд и демонтирования весной.

В ходе строительства и испытаний были апробированы четыре конструктивно-технологических решения:

• верхнее намораживание слоев льда (без армирования);

• вмораживание ГМ в лёд способом «притэпливания» (рис. 12, а);

• укладка армирующего материала на поверхность льда с последующим намораживанием дополнительных слоев льда (рис. 12, б);

• вмораживание ГМ в лёд способом «подныривания» (рис. 13).

При строительстве опытного участка использовались геосинтетические материалы на основе полипропилена и стекловолокна марок СТ-100, Поли-20 и Поли-40 (см. табл. 3). Розлив воды на поверхность льда для намораживания дополнительных слоев производился

при помощи пожарной машины на базе автомобиля «Урал-5557». Об-валовка участков снежными валами осуществлялась вручную.

Наблюдение за

14 5 й 2 3 5 4 л ледовым покровом

на опытных участках в течение двух зим показало:

- участки неар-мированного ледового покрова, очищенные от снега, покрывались сеткой трещин с шириной раскрытия до 10 мм, глубина раскрытых трещин -до 47 см, что составляло до 80 % от общей толщины льда;

- на участках ледового покрова, армированных ГМ, раскрытые трещины отсутствовали; встречались только волосяные беззазорные трещины.

4 2 3 7 | 2 4

Рис. 12. Усиление льда способом «притэпливания» (а) и укладка армирующего материала на поверхность льда (б): 1 - водоём; 2 - армирующий материал; 3 — поплавки; 4 — естественный ледовый покров; 5 — валики из снега; 6 - намороженные слои льда; 7 - грузы

Ж

Рис.13. Усиление льда способом «подныривания»; 1 -вода; 2 - армирующий геосинтетический материал; 3 — естественный ледовый покров; 4 — вешка, закрепляющая геосинтетический материал; 5 - майна; б — лёд, об-оазовавпшйся после укладки апмипуюшего материала

Перед испытаниями проводили измерения толщины льда, выполняли разбивочные работы. До начала нагружений определяли высотные отметки поверхности льда в каждой контрольной точке. Для измерения общего и упругого прогибов ледовой поверхности использовался длин-нобазовый прогибомер МАДИ-ЦНИЛ. Параллельно размер чаши прогибов определяли путём контроля высотных отметок через 1 м высокоточным теодолитом с рейкой. Для испытаний использовали четыре вида колёсной и гусеничной техники общей массой от 4 до 42 т.

Испытания показали, что на всех участках, армированных ГМ, несущая способность ледового покрова увеличилась. «Верхнее армирование» позволяет уменьшить прогибы до 30 %. Наибольшее увеличение (до 70 %) достигнуто на участке, армированном стеклосеткой. Оба участка, армированные полипропиленовой георешёткой, показали увеличение несущей способности на 30-К35 % по сравнению с неармирован-ным ледовым покровом одинаковой толщины.

Основная причина увеличения несущей способности ледового покрова, армированного в верхней части, заключается в повышении тре-щиностойкости ледовой плиты. Максимальное увеличение несущей способности ледового покрова получено при усилении нижней части ледовой плиты методом «подныривания».

В ходе исследований были опробованы различные способы демонтирования (удаления) геосинтетических материалов из верхней и нижней частей ледового покрова. В результате рекомендованы проверенные способы, не представляющие существенных организационно-технологических трудностей, позволяющие извлечь армирующий материал в весенний период для его последующего использования.

Строительство и испытания опытных участков с использованием одних и тех же ГМ осуществлялись в течение двух зимних периодов. Установлено, что сохранность прочностных свойств георешёток из полипропилена после механических воздействий и длительного нахождения в воде и во льду несколько выше, чем у геосетки из стекловолокна: после первого года георешётки потеряли 2-КЗ % прочности, а стекло-сетка- 7 %. После второго года потери составили 18-И 9 % и 24 % соответственно.

В работе выполнена оценка экономической эффективности примет нения ГМ для армирования ледовых переправ. Для сравнения приняты три альтернативных варианта: усиление ледового покрова намораживанием дополнительных слоёв льда сверху, усиление ледового покрова вмораживанием деревянного настила, усиление ледового покрова армированием геосинтетическими материалами.

При сравнении вариантов усиления было учтено следующее:

- увеличение несущей способности ледового покрова намораживанием льда имеет ограничения: этот метод эффективен только при сравнительно тонких слоях (до 50 см); толщина намороженного слоя не должна превышать 30 % от естественной толщины льда;

— ГМ могут быть использованы для армирования два раза.

Сравнение показало следующее:

1) Усиление ледового покрова деревянным настилом является наименее эффективным конструктивно-технологическим решением ввиду высокой стоимости и трудоёмкости строительства и обязательного извлечения деревянного настила в весенний период. При этом сохранность древесины составляет не более 30 %. Усиление льда деревянным настилом может быть рекомендовано только при наличии дешёвого лесоматериала. Данный способ усиления льда не экологичен из-за проблем с извлечением древесины изо льда в весенний период.

2) В случае, если ледовая переправа должна обеспечить максимальную несущую способность до 20 т и при достаточно низком грузообороте (до 100 авт./сут), усиление льда геосинтетическим материалом уступает традиционному способу усиления - намораживанию дополнительных слоев льда.

3) Армирование ледяного покрова ГМ даёт значительно большее увеличение несущей способности по сравнению с намораживанием дополнительных слоев льда. При этом практически исключаются несчастные случаи, связанные с резким проломом льда под автотранспортом. При этом следует отметить, что стоимость жизни сегодня оценивается несколькими миллионами рублей (в расчётах не учтено). ГМ может повторно применяться для армирования. Армирование ледяного покрова может увеличить срок службы ледовой переправы до 20 дней. Поэтому армирование ледяного покрова ГМ оказывается наиболее эффективным при необходимости увеличения несущей способности переправы до величины более 20 т и при высоком грузообороте (более 100 авт./сут).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

На основании теоретических и экспериментальных исследований научно обоснованы методы расчёта и строительства ледовых переправ, армированных геосетками и плоскими георешётками.

1. Впервые разработана классификация способов увеличения несущей способности ледового покрова на переправах.

2. Теоретические исследования напряжённого состояния армированных ледовых образцов-балок при их работе на первой и второй стадиях позволили установить закономерности разрушения армированного материала под воздействием нагрузки. Установлено, что наклон и

зона локализации трещин в армированных образцах хорошо совпадают с аналогичными характеристиками изолиний, полученных в результате расчётов. Это подтверждает адекватность выбранной модели армированного образца и возможность применения этой модели для прогнозирования деформативно-прочностных показателей льда, армированного ГМ, на наиболее опасных участках - при зависании льда над поверхностью воды.

3. Установлено, что наиболее приемлем для расчёта армированной ледовой плиты метод Матвеева - Немировского, позволяющий определять параметры многослойной плиты, лежащей на упругом основании, и учитывать армирующую прослойку из ГМ. С использованием этого метода установлено, что введение в ледовую плиту геосеток и плоских георешёток увеличивает её несущую способность на 14^56 %.

4. Рекомендован упрощённый способ (формула) определения несущей способности ледового покрова, усиленного геосинтетическими материалами. Наличие ГМ предложено учитывать введением в известную формулу коэффициента армирования, численные значения которого определены в зависимости от свойств геосинтетического материала и его месторасположения в армируемом материале.

5. Достоверность результатов расчётов по предлагаемым математическим моделям подтверждается удовлетворительным совпадением экспериментальных и теоретических данных. Различия величин уменьшения прогибов, полученных теоретически и при опытно производственной проверке, составляют 5^20 %.

6. Установлено, что при снижении температуры до -20 °С и высокой влажности прочность ГМ изменяется мало. При этом происходит снижение общей относительной деформации ГМ: на основе полипропилена - до 35 %, на основе стекловолокна - до 7 %; снижение ползучести и увеличение длительной прочности ГМ на основе полипропилена - до 46 %. При испытаниях на замораживание-оттаивание максимальное снижение прочности (до 13 %) наблюдается у ГМ из полипропилена, а минимальное (4 %) - у стеклосетки.

.7. На оснований экспериментальных исследований установлено, что ГМ, вмороженные в нижнюю часть ледовых балок, изменяют кинетику разрушения образцов с увеличением прочности не более 15 %. При этом работа, потребная для разрушения балок, увеличивается в 3^5 раз. Выявлены два этапа потери несущей способности ледовых образцов, армированных ГМ. Это позволяет прогнозировать повышенную безопасность ледовых переправ ввиду отсутствия резкого хрупкого разрушения армированного льда.

8. На основании теоретических и экспериментальных исследований определены требования к ГМ для армирования льда:

— прочность на растяжение не менее 40 кН/м;

— относительное удлинение при разрыве (при отрицательной температуре) не более 8 %;

— снижение прочности при воздействии отрицательных температур не более 10%;

— отсутствие снижения прочности при длительном водонасыще-

нии;

— снижение прочности при действии циклов замораживания-оттаивания не более 10 %;

— стойкость к ультрафиолетовому излучению не менее 90 %;

— обеспечение гибкости материала на бруске радиусом (5±1) мм при температуре не выше -10 °С.

9. При строительстве опытных участков апробированы четыре конструктивно-технологических решения (метода) армирования ледового полотна (два из них являются новыми) с использованием трёх видов ГМ. Наиболее технологичными методами являются укладка армирующего материала на поверхность льда с последующим намораживанием дополнительных слоёв льда и усиление льда способом «подныри-вания» армирующего материала. Предложенные технологии могут быть применимы для многослойного армирования льда.

10. Получены опытные данные об эффективности усиления ледового покрова геосинтетическими армирующими материалами. Установлено, что армирование верхней части ледового покрова ГМ снижает трещинообразование и повышает несущую способность льда до 30 %. Армирование нижней части ледового покрова увеличивает несущую способность ледовой плиты до 70 %. Эффективность армирования возрастает с увеличением массы транспортных средств, проходящих по ледовой переправе.

11. Установлено, что геосетки и георешётки экологически безопасны, они могут извлекаться изо льда в весенний период, храниться на тёмном складе и повторно применяться для армирования ледового покрова.

12. Технико-экономическая оценка показала, что армирование ледового покрова ГМ даёт большее увеличение несущей способности по сравнению с намораживанием дополнительных слоёв льда. При этом практически исключаются несчастные случаи, связанные с резким проломом льда под автотранспортом. Армирование ледового покрова может увеличить срок службы ледовой переправы до 20 дней! Поэтому армирование ледового покрова ГМ оказывается наиболее эффективным при необходимости увеличения несущей способности переправы до величины более 20 т и при высоком грузообороте (более 100 авт./сут).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Некоторые предпосылки для выбора материалов для эффективного армирования ледовых переправ /О.В. Якименко //Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования: материалы III Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, 21-22 мая 2008 г. /СибАДИ. - Омск, 2008. - Кн 1 -С. 119-124.

2. Якименко О.В. Лабораторные испытания ледяных балок, армированных геосинтетическими материалами / О.В. Якименко, В.В, Сиропок // Вестник СибАДИ / СибАДИ. - 2008. - Вып. 3(9). - С. 45 - 48 (Вклад соискателя 50 %).

3. Сиропок В.В Строительство и испытание опытного участка ледовой переправы, армированной геосинтетическими материалами / В.В. Сиротюк, О.В. Якименко, Е.Ю. Крашешшин, А.Н. Щербо //Вестник ТГАСУ. - 2008. - Вып. 4. - С. 157 - 165 (Входит в перечень изданий, рекомендованных ВАК, вклад соискателя 40 %).

4. Сиротюк В.В. Развитие новых технологий использования геосинтетики в дорожном строительстве / В.В. Сиротюк, О.В. Якименко, Г.М. Левашов, А.А. Заха-ренхо // Дороги России XXI века. -2008. -№ 5. - С. 75 (Вклад соискателя 25 %).

5. Армирование ледовых переправ / О.В. Якименко II Материалы VII Международной научно-технической конференции, 10 - 12 ноября 2009 / ОмГТУ. - Омск, 2009.-Кн. 2.-С. 465-468.

6. Сиротюк В.В. Анализ результатов строительства и испытаний опытных участков ледовой переправы, армированной геосетками и плоскими георешетками / В.В. Сиротюк, О.В. Якименко, А.Н. Щербо // Дороги и мосты / РосДорНИИ. -2009. - Вып. 2(22). - С. 47 - 60 (Вклад соискателя 40 %).

7. Сиротюк В.В. Применение геосинтетических материалов для армирования автозимников и ледовых переправ / В.В. Сиропок, О.В. Якименко, А А Захаренко // Автомобильные дороги. - 2009. - № 11(936). - С. 64 - 67 (Вклад соискателя 40 %).

8. Классификация способов увеличения несущей способности ледовых автозимников / О.В. Якименко, Е.А. Вагнер // Межвузовский сборник трудов молодых ученых, аспирантов и студентов / СибАДИ. - Омск, 2010. - С. 237 - 241 (Вклад соискателя 90 %).

9. Технико-экономическое обоснование строительства ледовых переправ, армированных геосинтетическими материалами I О.В. Якименко И Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования: материалы V Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, 19 - 21 мая 2010 г. / СибАДИ.-Омск, 2010.-Кн. 1.-С. 34-37.

10. Якименко О.В. Моделирование напряжённого состояния армированных ледовых образцов-балок / О.В. Якименко, С.А. Матвеев // Вестник СибАДИ. -2011. -Вып. 3 (21).-С. 39^15 (Входитв перечень изданий, рекомендованных ВАК, вклад соискателя 70 %).

11. Малофеев А.Г. Несущая способность ледовых переправ / А.Г. Малофеев О.В. Якименко // Вестник СибАДИ. - 2009. - Вып. 1(11). - С. 32 - 36 (Вклад соискателя 50 %).

12. Пат. 2379409 РФ: МПК7 Е0Ю15/14: Способ создания ледовой переправы /В.В. Сиротюк, О.В. Якименко, АЛ. Захаренко; СибАДИ. - № 2008130212/03; за-явл. 21.07.2008; опубл. 20.01.2010. - Бюл. №2 (Вклад соискателя 40 %).

13. Полез, модель 93820 РФ: МПК7 Е0Ю15/14: Ледовая переправа / В.В. Сиротюк, О.В. Якименко-, СибАДИ. - № 2008130266/22; заявл. 21.07.2008; опубл. 10.05.2010. - Бюл. №13 (Вклад соискателя 40 %).

Подписано к печати 18.11.2011 Формат 60x90 1/16. Бумага писчая. Оперативный способ печати. Усл. п. л. 1,5; Уч.-изд. 1,1. Тираж 120. Заказ №292.

Отпечатано в подразделении оперативной полиграфии УМУ ФГБОУ ВПО «СибАДИ» г. Омск, пр. Мира, 5

Введение.

1 Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1 Классификация зимних автомобильных дорог.

1.2 Конструкции, методы проектирования и строительства ледовых переправ и автозимников.

1.3 Свойства геосинтетических материалов, применяемых для армирования дорожных конструкций.

Выводы, цель и задачи исследования.

2 Исследование напряжённого состояния и расчёт несущей способности армированного ледового покрытия.

2.1 Особенности свойств льда, как материала дорожного покрытия, его физико-механические свойства.

2.2 Особенности поведения льда под нагрузкой.

2.3 Анализ напряжённого состояния армированных ледяных образцов-балок в процессе разрушения.

2.4 Методы определения несущей способности ледового покрова.

2.5 Оценка несущей способности ледового покрова.

Выводы по второй главе.

3 Экспериментальные исследования геосинтетических материалов и армированного льда.

3.1 Определение физико-механических свойств геосинтетических материалов при отрицательной температуре и высокой влажности

3.2 Цель и задачи экспериментальных исследований армированного льда, методики испытаний, приборы и оборудование.

3.3 Лабораторные испытания льда, армированного геосинтетическими материалами.

3.4 Обработка результатов испытаний методами математической статистики.

3.5 Результаты лабораторных испытаний геосинтетических материалов.

3.6 Результаты лабораторных испытаний армированного льда.

Выводы по третьей главе.

4 Результаты опытного строительства и оценка предлагаемых конструктивно-технологических решений.

4.1 Конструктивно-технологические решения, применяемые на опытных участках.

4.2 Организация и технология строительства опытных участков.

4.3 Наблюдение за опытными участками и испытания ледового покрова.

4.4 Извлечение армирующего материала из ледового покрова.

4.5 Экономическая оценка эффективности строительства армированных ледовых покрытий.

Выводы по четвёртой главе.

г

Значительная часть территории нашей страны расположена в северных районах, лишённых развитой дорожной сети. В зимний период для доставки грузов, пассажиров и техники в этих районах широко используются автозимники и ледовые переправы. Так, например, по данным МЧС ежегодно в России официально действует от 400 до 500 ледовых переправ. Только на территории Ямало-Ненецкого автономного округа зимой вводится в эксплуатацию более 60 ледовых переправ общей протяжённостью более 110 км. В большинстве случаев эти временные дороги являются единственно возможным способом пересечения многочисленных рек, озёр и болот. По данным Комитета Совета Федерации по делам Севера и малочисленных народов 65 % населённых пунктов в ХМАО, 56 % - в Якутии и 81 % населённых пунктов в Чукотском АО не имеют круглогодичного выхода на дороги с твёрдым покрытием [1]. При этом длина переправ колеблется от сотен метров до сотен километров (оз. Байкал, р. Енисей и т.п.).

Отличительной особенностью ледовых переправ и автозимников является сравнительно малые интенсивность и скорость движения транспортных средств, но значительная грузоподъёмность большинства автомобилей, осуществляющих грузоперевозки по этим временным дорогам. Для безопасного пропуска большегрузных транспортных средств (общей массой 30ч-40 т и более) требуется толстый прочный ледяной покров (70-^90 см и более) с минимумом трещин.

В настоящее время ледовые автозимники усиливают намораживанием дополнительных слоёв льда сверху. Иногда вмораживают в верхнюю часть ледяного о покрова деревянные брусья (примерный расход древесины 1,5 м /пог. м одной полосы движения). Этот способ усиления очень трудоёмок, дорог и, в основном, помогает при ослаблении ледового покрытия сквозными трещинами.

Армирование строительных конструкций является общепризнанным способом увеличения их несущей способности. За историю строительства ледовых автозимников для их армирования использовали всевозможные материалы: рисовую солому, ветки, стекловолокно, целлюлозу, пластмассовые прутья, стальные тросы, пульпу из газетной бумаги, листы пергамента и т.п. Во многих публикациях, посвященных армированию льда, отмечается положительный эффект.

Нормативно-методическая база по рассматриваемому вопросу крайне ограничена. В некоторых документах указывают, что одним из способов увеличения грузоподъёмности ледовых переправ является армирование ледяного покрова, но отсутствуют рекомендации по выбору армирующих материалов, методам расчёта и технологии производства работ.

Анализ результатов отечественных и зарубежных исследований свидетельствует, что за последние годы большое распространение в дорожном строительстве получили различные геосинтетические материалы (ГМ). Армирование дорожных конструкций ГМ позволяет повысить их сопротивление растягивающим напряжениям от силовых и температурных воздействий, уменьшить трещинообразование и увеличить срок службы автомобильных дорог. Эти исследования и сорокалетняя практика применения ГМ касаются усиления слабых грунтовых оснований, земляного полотна, дискретных оснований и асфальтобетонных покрытий.

В российских и зарубежных публикациях имеются лишь отрывочные сведения о положительных результатах экспериментального применения ГМ при строительстве ледовых автозимников.

До настоящего времени нет единого мнения в вопросах конструирования и расчёта армированных ледовых автозимников, в выборе эффективных геосинтетических материалов, требованиях к прочности, долговечности и деформативно-сти этих материалов. Далеко не всё ясно в вопросах технологии строительства конструкций, армированных ГМ.

Таким образом, актуальность диссертационной работы заключается в развитии научных положений и практических рекомендаций по усилению ледового покрова автозимников геосинтетическими материалами.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ). Исследования выполнялись по прямым договорам с производственными подразделениями.

Основная идея работы состоит в научном обосновании метода расчёта и конструктивно-технологических решений при строительстве ледовых переправ, армированных геосинтетическими материалами.

Объектом исследования является ездовое полотно ледовых переправ.

Предмет исследования - закономерности изменения прочностных и дефор-мативных параметров армированных ледовых покрытий при введении армирующих прослоек из геосинтетических материалов.

Цель диссертационного исследования - обосновать увеличение несущей способности ледового покрова и повышение безопасности движения транспорта за счёт армирования льда геосинтетическими материалами.

Для достижения поставленной цели в работе сформулированы и решены следующие задачи:

- проанализировать результаты исследований свойств льда, опыт строительства и эксплуатации ледовых переправ;

- разработать методики лабораторных испытаний и экспериментально изучить особенности физико-механических свойств геосинтетических материалов при отрицательных температурах и высокой влажности;

- на основе математического моделирования прогнозировать изменения напряжённо-деформированного состояния ледового полотна от силовых воздействий при введении армирующих прослоек;

- разработать методики лабораторных испытаний и экспериментально изучить физико-механические свойства льда, армированного геосинтетическими материалами;

- проверить результаты экспериментально-теоретических исследований путём строительства и обследования опытных участков с армированным ледовым полотном;

- разработать рекомендации по проектированию и строительству ледовых переправ, армированных геосинтетическими материалами.

Научная новизна результатов работы заключается в следующем:

- впервые разработана классификация способов увеличения несущей способности ледовых переправ;

- впервые предложена регламентация требований к геосинтетическим материалам для строительства ледовых переправ;

- на основе математического моделирования определены закономерности формирования напряжённо-деформированного состояния ледового полотна автозимников, армированного ГМ при воздействии транспортной нагрузки;

- экспериментально установлены закономерности изменения механических свойств льда, армированного стеклосетками и плоскими георешётками из полипропилена, и показатели этих свойств, необходимые для расчёта ледового полотна;

- предложена методика расчёта ледового покрова переправ, армированного

ГМ;

- предложены новые способы строительства ледовых переправ, армированных ГМ.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в том, что на базе проведённых исследований разработаны рекомендации по проектированию и строительству ледовых переправ, армированных геосинтетическими материалами, включающие:

- регламентацию требований к ГМ;

- рекомендации по конструированию и расчёту ледовых переправ, армированных геосинтетическими материалами;

- предложения по технологии строительства армированных ледовых переправ и демонтажу армирующих прослоек в весенний период;

- методику экономической оценки эффективности применения ГМ для армирования ледовых переправ.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- соблюдением основных принципов физического и математического моделирования;

- достаточным объёмом экспериментальных данных, полученных с использованием приборов и оборудования, прошедших поверку и аттестацию;

- удовлетворительным совпадением экспериментальных и теоретических результатов;

- результатами опытно-производственной проверки теоретических и экспериментальных исследований.

Личный вклад автора заключается в определении цели и задач исследова ния; выполнении теоретических и экспериментальных исследований; участии в опытно-производственном строительстве и обследовании опытных участков, а так же в анализе и обобщении полученных результатов.

Реализация результатов исследования осуществлена путём строительства и обследования опытных участков армированных ледовых переправ. Разработаны и переданы производителям ГМ «Рекомендации по проектированию и строительству ледовых переправ, армированных геосинтетическими материалами». Указанные Рекомендации переданы для внедрения в проектные и строительные организации г. Красноярска (ООО «Индор-Красноярск») и г. Омска (ООО «Омскдор-проект»).

Теоретические и практические разработки используются при подготовке учебных пособий, проведении лекций и практических занятий по дисциплинам «Специальные вопросы проектирования дорог», «Применение геосинтетических материалов в дорожных конструкциях», «Усиление ледовых переправ и автозимников» со слушателями ФПК, студентами и магистрантами СибАДИ, при разработке дипломных проектов.

Апробация работы. Материалы исследования доложены, обсуждены и получили положительные отзывы на восьми конференциях: на II Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования» (Омск, 2007); на 62-й научно-технической конференции (Омск, 2008); на I Всероссийском дорожном конгрессе (Москва, 2009); на IV Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных (Омск, 2009); на технологическом конгрессе

Новые технологии строительства и содержания автомобильных дорог в условиях Сибири и Крайнего Севера» (Омск, 2009); на VII Международной научно-технической конференции «Динамика систем, механизмов и машин» (Омск, 2009); на 63-й научно-технической конференции (Омск, 2009); на V Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных (Омск, 2010).

Публикации. Основные результаты исследования опубликованы в 11 научных статьях (две статьи опубликованы в издании, рекомендованном в списке ВАК), кроме этого получены два патента: на изобретение (№ 2739409 от 21.07.2008 «Способ создания ледовой переправы») и полезную модель (№ 93820 от 21.07.2008 «Ледовая переправа»).

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, общих выводов, списка литературы и двух приложений. Результаты исследования изложены на 180 страницах основного текста, включающего 116 рисунков, 32 таблицы, библиографический список из 128 наименований; объём приложений - 36 страниц.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

На основании теоретических и экспериментальных исследований научно обоснованы методы расчёта и строительства ледовых переправ, армированных геосетками и плоскими георешётками.

1. Впервые разработана классификация способов увеличения несущей способности ледового покрова на переправах.

2. Установлено, что при снижении температуры до -20 °С и высокой влажности происходит:

- увеличение предела прочности на растяжение до 5 % для ГМ на основе полипропилена и до 1 % для ГМ на основе стекловолокна;

- снижение общей относительной деформация ГМ на основе полипропилена на 30-^-35 %, а на основе стекловолокна - до 7 %;

- снижение ползучести ГМ и увеличение длительной прочности ГМ на основе полипропилена до 46 %.

При испытаниях на замораживание-оттаивание максимальное снижение прочности (до 13 %) наблюдается у ГМ из полипропилена, а минимальное (4 %) - у стеклосетки.

3. Теоретические исследования напряжённого состояния армированных ледяных образцов-балок при их работе на первой и второй стадиях позволили установить закономерности разрушения армированного материала под воздействием нагрузки. Установлено, что наклон и зона локализации трещин в армированных образцах хорошо совпадают с аналогичными характеристиками изолиний, полученных в результате расчётов. Это подтверждает адекватность выбранной модели армТфбМшюгюЪбразца и возможность применения этой модели для прогнозирования деформативно-прочностных показателей льда, армированного ГМ, на наиболее опасных участках - при зависании льда над поверхностью воды.

4. Установлено, что наиболее приемлем для расчёта армированной ледяной плиты является метод Матвеева-Немировского, позволяющий определять параметры многослойной плиты, лежащей на упругом основании, и учесть армирующую прослойку из ГМ. В результате использования этого метода установлено, что введение в ледовую плиту геосеток и плоских георешёток увеличивает её несущую способность от 14 % до 56 %.

5. Рекомендован упрощённый способ (формула) определения грузоподъёмности ледового покрова, усиленного геосинтетическими материалами. Наличие ГМ предложено учитывать введением в известную формулу коэффициента армирования, численные значения которого определены в зависимости от свойств геосинтетического материала и его места расположения в армируемом материале.

6. Достоверность результатов расчётов по предлагаемым математическим моделям подтверждается удовлетворительным совпадением экспериментальных и теоретических данных. Различия величин уменьшения прогибов, полученных теоретически и при опытно-производственной проверке, составляют от 5 % до 20 %.

7. На основании экспериментальных исследований, моделирующих наиболее опасные участки льда, зависшего над водой, установлено, что ГМ, вмороженные в нижнюю часть ледяных балок, изменяют кинетику разрушения образцов с увеличением прочности не более 15 %. Выявлены два этапа потери несущей способности ледяных образцов, армированных ГМ. Определено, что работа, потребная для разрушения балок, увеличивается в Зч-5 раза. Это позволяет прогнозировать повышенную безопасность ледовых переправ ввиду отсутствия резкого хрупкого разрушения армированного льда.

8. На основании теоретических и экспериментальных исследований установлены-требованиякТМ, рекомендованным для армирования льда:

- прочность на растяжение не менее 40 кН/м;

- относительное удлинение при разрыве (при отрицательной температуре) не более 8 %;

- снижение прочности при воздействии отрицательных температур не более 10 %;

- отсутствие снижения прочности при длительном водонасыщении;

- снижение прочности при действии циклов замораживания-оттаивания не более 10 %;

- стойкость к ультрафиолетовому излучению, не менее 90 %;

- обеспечение гибкости материала на бруске радиусом (5±1) мм при температуре не выше минус 10 °С.

9. При строительстве опытных участков апробированы четыре конструктивно-технологические решения (метода) армирования ледового полотна (два из них являются новыми) с использованием трёх видов ГМ. Наиболее технологичными методами являются укладка армирующего материала на поверхность льда с последующим намораживанием дополнительных слоёв льда и усиление льда способом «подныривания» армирующего материала. Предложенные технологии могут быть применимы для многослойного армирования льда.

10. Впервые получены опытные данные об эффективности усиления ледового покрова геосинтетическими армирующими материалами. Установлено, что армирование верхней части ледового покрова ГМ снижает трещино-образование и повышает несущую способность льда от 5 % до 30 % (в зависимости от вида применяемых ГМ). Армирование нижней части ледового покрова увеличивает несущую способность ледяной плиты от 10 % до 70 %. Эффективность армирования возрастает с увеличением массы транспортных средств, проходящих по ледовой переправе.

11. Установлено, что геосетки и георешётки экологически безопасны, они могут извлекаться изо льда в весенний период, храниться на тёмном складе-и повторно применяться для армирования ледового покрова.

12. Технико-экономическая оценка конструктивно-технологических решений показала, что усиление ледового покрова деревянным настилом является наименее эффективным конструктивно-технологическим решением ввиду высокой стоимости и трудоёмкости как строительства, так и обязательного извлечения деревянного настила в весенний период.

В случае, если ледовая переправа должна обеспечить грузоподъёмность до 20 т при низком грузообороте (до 100 авт./сут), усиление льда геосинтетическим материалом уступает традиционному способу усиления намораживанием дополнительных слоёв льда.

Армирование ледяного покрова ГМ даёт большее увеличение грузоподъёмности по сравнению с намораживанием дополнительных слоёв льда. При этом практически исключаются несчастные случаи, связанные с резким проломом льда под автотранспортом. ГМ может повторно применяться для армирования. Армирование ледяного покрова может увеличить срок службы ледовой переправы до 20 дней. Поэтому армирование ледяного покрова ГМ оказывается наиболее эффективным при необходимости увеличения грузоподъёмности переправы до величины более 20 т и при высоком грузообороте (более 100 авт./сут).

1. ОДН 218.010-98 Инструкция по проектированию, строительству и эксплуатации ледовых переправ Электрон, ресурс. Введен 1998-10-01 // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания "Кодекс"». - СПб., 2010.

2. ВСН 137-89 Проектирование, строительство и содержание зимних автомобильных дорог в условиях Сибири и Северо-Востока СССР Электрон, ресурс. Введен 1990-01-01 // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания "Кодекс"». - СПб., 2010.

3. Песчанский И.С. Ледоведение и ледотехника / И.С. Песчанский. -Л.: Изд-во Морской транспорт, 1963. 321 с.

4. Брегман Г.Р. Ледяные перепавы / Г.Р. Брегман, Б.В. Проскуряков // Труды научно-исследовательских учреждений ГУГМС КА / Гидрометеоиздат. 1943. Серия V. Выпуск 5. - 218 с.

5. Наставление по инженерному делу для советской армии. М.: Военное издательство, 1984. - 575 с.

6. Инструкция по устройству ледовых переправ. М.: Штаб инженерных войск Красной Армии, 1942. - 56 с.

7. Наставления по гидрологическому рекогносцированию рек, озёр, болот / ред.: Я.Е. Джаган. Л.: Гидрометеоиздат, 1942. - 89 с.

8. Наставление по инженерному делу для пехоты РККА: Госиздат Узб. ССР. Ташкент, 1941. - 154 с.

9. Наставления для инженерных и дорожных войск. Военные дороги и колонные пути. М.: Военное издательство министерства обороны СССР, 1958.-440 с.

10. Порожняков B.C. Ледяные перепавы / B.C. Порожняков. М.: НТИ Министерства автомобильного транспорта и шоссейных дорог РСФСР, 1963.-87 с.

11. Инструкция по устройствуледовых-переправ^—М.: Военноейзда-тельство Министерства обороны СССР, 1970. -138 с.

12. ВСН 51-1-97 Правила производства работ при капитальном ремонте магистральных газопроводов Электрон, ресурс. Введен 1997-10-01 // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания "Кодекс"». - СПб., 2009.

13. Макаров В.И. Термосифоны в северном строительстве / В.И. Макаров. Новосибирск: Наука, 1985. - 169 с.

14. Пат. 2170790 РФ: МПК7 Е 01 D 15/14: Способ создания ледяной переправы / В.М. Козин; Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН. № 99109278/28; заявл. 07.05.1999; опубл. 20.07.2001.

15. Пат. 2137877 РФ: МПК6 Е 01 D 15/14, Е 02 D 27/52: Способ создания ледяной переправы / В.М. Козин ; Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН; заявл. 19.10.1998, опубл.2009.1999.

16. Пат. 2171332 РФ: МПК7 Е 01 D 15/14, Е 02 D 27/52: Способ создания ледяной переправы / В.М. Козин; Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН; заявл.1004.2000, опубл. 27.07.2001.

17. Пат. 2164975 РФ: МПК7 Е 01 D 15/14, Е 02 D 27/52: Способ создания ледяной переправы / В.М. Козин; Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН; заявл.0402.2000, опубл. 10.04.2001.

18. Пат. 2132898 РФ: МПК6 Е 01 D 15/14, Е 02 D 27/52: Способ создания ледяной переправы / В.М. Козин; Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН; заявл. 19.10.1998, опубл. 10.07.1999.

19. Пат. 2171335 РФ: МПК7 Е 01 D 15/14, Е 02 В 17/00: Способ создания ледяной грузонесущей платформы / В.М. Козин, А.Н. Кустов, B.C. Морозов; Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН; заявл. 10.04.2000, опубл.2707.2001.

20. Заявка 2003128705 РФ: МПК7 Е 01 D 15/00: Устройство для создания ледяной переправы / В.М. Козин, А.В. Видякин, В.В. Лысенко, С.Г. Скрипников; Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН; заявл. 25.09.2003, опубл. 27.03.2005.

21. Пат. 2132900 РФ: МПК6 Е 01 D 15/14, Е 02 D 27/52: Способ создания ледяной переправы / В.М. Козин; Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН; заявл. 19.10.1998, опубл. 10.07.1999.

22. Пат. 2149945 РФ: МПК7 Е 01 D 15/14, Е 02 D 27/52: Способ создания ледяной переправы / В.М. Козин; Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН; заявл. 20.05.1999, опубл. 27.05.2000.

23. Пат. 2281357 РФ: МПК Е 01 D 15/14: Устройство для создания ледяной переправы / В.М. Козин, А.В. Видякин, Н.А. Попова, С.Г. Скрипников, М.В. Козин; Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН; заявл. 28.04.2005, опубл. 10.08.2006.

24. Пат. 2132901 РФ: МПК6 E01D15/14, E02D27/52: Способ создания ледяной переправы / В.М. Козин, A.B. Милованова, В.Д. Жесткая, И.Д. Черепюк, Ю.Я. Усольцев; Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН; заявл. 19.10.1998, опубл. 10.07.1999.

25. Способ возведения ледяной переправы: пат. 487202 СССР: М. Кл. Е 01 H 4/00 / В.Б. Прокопенко; Брянский технологический институт. -№ 1954442/29-33; заявл. 21.08.1973; опубл. 26.03.1976, Бюл. №37.

26. Пат. 2379409: МПК7 E01D15/14: Способ создания ледовой переправы / В.В. Сиротюк, О.В. Якименко, A.A. Захаренко; ГОУ ВПО «СибАДИ»; заявл. 21.07.2008, опубл. 20.01.2010. Бюл. №2.

27. Полез, модель 93820 РФ: МПК7 E01D15/14: Ледовая переправа / В.В. Сиротюк, О.В. Якименко; ГОУ ВПО «СибАДИ». № 2008130266/22; заявл. 21.07.2008; опубл. 10.05.2010. - Бюл. №13.

28. Заявка 2005115933 РФ: Способ создания ледяной переправы / B.C. Поскачин, С.К. Лукин, П.П. Пермяков, B.C. Поскачин; заявл. 25.05.2005, опубл. 27.11.2006.

29. Способ возведения ледяной переправы: пат. 487202 СССР: М. Кл. Е 01 H 4/00 / В.Б. Прокопенко; Брянский технологический институт. -№ 1954442/29-33; заявл. 21.08.1973; опубл. 26.03.1976, Бюл. №37.

30. Bearing capacity tests of ice reinforced with geogrid: Special report 92-28 / US Army Corps of Engineers; F. Donald Haynes, Charles M / Collins, Walter W. Olson. Philadelphia, 1992. - 12 p.

31. Васильев H.K. Упрочнение льда для ледяных переправ / Н.К. Васильев // Автомобильные дороги. 1988. - № 11.- С.20-21.

32. Заявка 2009147045 РФ: Способ создания ледяной переправы / В.М. Козин, A.B. Видякин, Н.В. Папенко; заявл. 17.12.2009, опубл. 27.06.2011.

33. Классификация способов увеличения несущей способности ледовых автозимников / О.В. Якименко, Е.А. Вагнер // Межвуз.овский-сборник лрудов молодых" учёных, аспирантов и студентов. / Си-6АДИ. Омск, 2010. - С. 237-241.

34. Сиротюк В.В. Применение геосинтетических материалов для армирования автозимников и ледовых переправ / В.В. Сиротюк OB. Якименко, A.A. Захаренко // Автомобильные дороги / Изд-во' «Дороги» 2009. - № 11(936). с 6467 д р ШДВ0

35. ОфицйштьньТЙ-саитТепзаг: сайт. / Tensar International URL- http-// www.tensar.co.uk/ (05.11.2011).

36. Официальный сайт Huesker: сайт. / HUESKER Synthetic GmbH & Co URL: http://www.huesker.com/ (05.11.2011).

37. Официальный сайт Tencate: сайт. / Tencate URL-http://www.tencate.com/ (05.11.2011).

38. Официальный сайт ООО Армдор: сайт. / ООО Армдор URL-http://www.armdor.ru/ (05.11.2011).45.-46т

39. Официальный сайт ОАО Стеклонит: сайт. / ОАО Стеклонит -URL: http://www.steklonit.com/ (05/11.2011).

40. Официальный сайт ООО "Славрос Геосинтетика": сайт. / ООО "Славрос Геосинтетика" URL: http://www.slavrosgeo.ru/ (05.11.2011).

41. Официальный сайт ООО "Миаком": сайт. / ООО "Миаком" -URL: http:// www.miakom.ru/ (05.11.2011).

42. Официальный сайт Компании Макафферри: сайт. / Компания Макаферри URL: http://www.maccaferri.ru / (05.11.2011).

43. Бычковский Н.Н. Ледовые строительные площадки, дороги и переправы / Н.Н. Бычковский, Ю.А. Гурьянов. Саратов: Саратовский ГТУ, 2005.-260 с.

44. Песчанский И.С. Ледоведение и ледотехника / И.С. Песчанский. -Л.: Гидрометеоиздат, 1976. -461 с.

45. Шумский П.А. Основы структурного ледоведения / П.А. Шум-ский. М.: Изд-во АН СССР, 1955.-275 с.

46. Черепанов Н.В. Классифкация льдов природных водоемов. Труды ААНИИ, 1976. - Т.331. - С. 77-99.

47. Симаков В.П. Обоснование конструктивных параметров лесовозных автомобильных дорог для условий западной Сибири: авто-реф. дис. канд. техн. наук: 05.21.01 / В.П. Симаков; науч. рук. Л.С. Матвеенко; ЦНИИМЭ. Химки, 1984. - 21 с.

48. Богородский В.В. Физика пресноводного льда / В.В. Богородский. Л.: Гидрометеорологическое издательство, 1971. - 228 с.

49. Паундер Д. Физика льда / Д. Паундер. М.: Мир, 1967. - 190 с.

50. Горчаков Г.И., Лифанов И.И., Терехин Л.Н. Коэффициенты температурного расширения и температурных деформаций строительных материалов // Серия: Монографии, № 2. М.: Госстандарт, 1968.- 167 с.

51. Пехович А.И. Основы гидроледотермики / А.И. Пехович. Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 200 с.

52. Войтковский К.Ф. Механические свойства льда / К.Ф. Войтков-ский. М.: Изд-во АН СССР, 1960. - 99 с.

53. Ewing M., Crary A. and Thorne A. Propagation of elastic waves in ice. Phys., №5, 1934.

54. Fletcher N.H. Surface structure of water and ice. Phil. Mag.,Vol.-7,-№74,66;—Бакакйн В.П. Лёд в качестве материала для закладки выработанного пространства / В.П. Бакакин. М.: Издательство «Москва», 1955.-84 с.

55. Бутягин И.П. Прочность льда и ледяного покрова / И.П. Бутягин. -Новосибирск: Наука, 1966. 155 с.

56. Коржавин К.Н. Труды НИИЖТ / К.Н. Коржавин // Влияние скорости деформирования на величину прочности льда при сжатии.

57. Новосибирск, 1955. Вып. 11. - С. 28-34.

58. Гопеев С.И. Использование естественного холода в дорожно-строительных целях / С.И. Гопеев. М.: Дориздат, 1951. - 125 с.

59. Доброхотов С.И. Прогнозирование сроков службы ледовых автомобильных дорог и переправ: диссертация . канд. техн. наук: 05.23.14 / С.И. Доброхотов; науч. рук. В.М. Могилевич; ЛИСИ. -Л., 1986 .-20 с.

60. Лавров В.В. Деформация и прочность льда. Под ред. В.В. Лаврова. Л.: Гидрометеорологическое издательство, 1969. - 208 с.

61. Панфилов Д.Ф. Экспериментальные исследования грузоподъёмности ледяного покрова / Д.Ф. Панфилов // Изв. ВНИИГ. 1960. -Т. 64.-С. 25-34.

62. Панфилов Д.Ф. К расчёту грузоподъёмности ледяного покрова при стоянке грузов на льду / Д.Ф. Панфилов // Изв. ВУЗов Мин. высш. и средн. специального образования СССР. Строительство и архитектура. -1961. № 6. - С. 48-56.

63. Панфилов Д.Ф. Изгиб полубесконечного ледяного ноля нагрузкой, приложенной к кромке льда / Д.Ф. Панфилов // Изв. ВУЗов Мин. высшего и среднего спец. образования СССР. Строительство и архитектура. 1963. - № 11-12. - С. 17-25.

64. Гениев Г.А. Критерии прочности льда для сложного напряжённого состояния / Г.А. Гениев, К.П. Пятикрестовский, В.И. Колчунов, Н.В. Клюева // Изв. ВУЗов. Строительство. 2003. - № 11. - С.20-23.

65. Вейнберг В.П. Лёд. Свойства, возникновение и исчезновение льда / В.П. Вейнберг. М.: АН СССР, 1960. - 99 с.

66. Савельев Б.А. Строение, состав и свойства ледяного покрова морских и пресных водоёмов / Б.А. Савельев. М.: Изд-во МГУ, 1963.-541 с.

67. Пинегин В.Н. Об изменениях модуля упругости и коэффициента Пуассона у речногольда-присжатии.-- Наука и техника, ! 927, № 3-4. -23 с.

68. Берденников В.П. Изучёние модуля упругости льда / В.П. Берден-ников // Труды Гос. Гидрологического института. Л., 1948. -Вып. 7 (61).-С. 120-134.

69. Сериков М.И. Определение модуля упругости льда резонансным методом / М.И. Сериков // Сборник «Проблемы Арктики». Л., 1959.-Вып. 6.-С. 18-25.

70. Шуйский П.А. Основы структурного ледоведения / П.А. Шуйский. М.: Изд-во АН СССР, 1955.-289 с.

71. Кобеко П.П. Пролом и грузоподъёмность льда / П.П. Кобеко, Н.И. Шишкин, Ф.И. Марей, Н.С. Иванов // ЖТФ. 1946. - Т. 16. - Вып. З.-С. 15-17.

72. Иванов К.Е. Грузоподъёмность ледяного покрова и устройство дорог на льду / К.Е. Иванов, И.С. Песчанский // Труды Арктического НИИ Главсевморпути. М.: Изд-во Главсевморпуть, 1949. -Т. 23.-С. 36-47.

73. Хейсин Д.Е. Динамика ледяного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1967.-215 с.

74. Александров А.В. Основы теории упругости и пластичности /

75. A.В. Александров, В.Д. Потапов. М.: Высшая школа, 1990 . -400 с.

76. Кудзис А.П. Железобетонные и каменные конструкции : учеб. для строит, спец. вузов. В 2-х частях / А.П. Кудзис. Ч. 1. Материалы, конструирование, теория и расчёт. - М. : Высшая школа, 1988. -287 с.

77. Якименко О.В. Моделирование напряжённого состояния армированных ледовых образцов-балок / О.В. Якименко, С.А. Матвеев // Вестник СибАДИ. 2011. - Вып. 3 (21). - С. 55-61.

78. Телов В.И. Наплавные мосты, паромные и ледяные переправы /

79. B.И. Телов, И.М. Кануков. М.: Транспорт, 1978.-384 с.

80. Исследование прочности ледяного покрова / С.И. Доброхотов, Е.К. Лесков, А.Е. Катомин // Актуальные вопросы строительства и эксплуатации автомобильных дорог в условиях Сибири. Омск: СибАДИ, 1983.-С. 108-110.

81. Методическое пособие по расчету ледяных переправ / Сост.: М.М. Корунов. Красноярск: Сибирский технологический институт, 1972. - 19 с.

82. Панфилов Д.Ф. Изгиб неограниченного ледяного поля кратковременной статической нагрузкой /Д.Ф. Панфилов // Известия высших учебных заведений. Строительство и архитектура. 1963. -№ 6. - С. 60-70.

83. Моделирование и расчёт многослойной армированной плиты на упругом основании / С.А. Матвеев // Образование,лаука-и-техника:ХХ1-век-/-ЮГУ.---Ханта-Мансийск,Т008.-С.121-126.

84. Матвеев С.А. Армированные дорожные конструкции: моделирование и расчёт / С.А. Матвеев, Ю.В. Немировский. Новосибирск: Наука, 2006. - 348 с.

85. Матвеев С.А. Моделирование и расчёт многослойной армированной плиты на упругом основании / С.А. Матвеев // Образование, наука и техника / ЮГУ. Ханты-Мансийск, 2008. - Вып. 6. - С. 121-126.

86. Малофеев А.Г. Несущая способность ледовых переправ / А.Г. Малофеев О.В. Якименко // Вестник СибАДИ. 2009. Вып. 1(11). -С. 32-36.

87. ОДМ 218.5.003-2010 Рекомендации по применению геосинтетических материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог Электрон, ресурс. Введен 2010-02-01 // Кодекс. Право / ЗАО «Информационная компания "Кодекс"». - СПб., 2011.

88. ГОСТ Р 51232-98. Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества (взамен ГОСТ 2874-82) Введ. 1999-07-01. - Режим доступа: http://www.stroyoffis.ru/gostvoda/ gostr5123298/gostr5123298.php

89. Якименко O.B. Лабораторные испытания ледяных балок, армированных геосинтетическими материалами / О.В. Якименко, В.В. Сиротюк // Вестник СибАДИ. 2008. Вып. 3(9). - С. 45-48.

90. Басин М.М. Испытание ледяного покрова р. Свири на прочность при сжатии, скалывании и изгибе в период таяния весною 1934 г. / М.М. Басин. Л.: Изд-во ВНИИГ, 1935. - 76 с.

91. Коржавин К.Н. Наблюдения над изменением прочности льда р. Оби у г. Новосибирска к периоду весеннего ледохода 1934 г. / К.Н. Коржавин // Тр. Новосибирского института военных инженеров транспорта. 1938. - Вып. 3. - С. 215-264.

92. Коржавин К.Н. Исследование механических свойств речного льда / К.Н. Коржавин // Тр. Новосибирского института военных инженеров транспорта. 1940. - Т. 4. Вып. - С. 114-118.

93. Карташкин Б.Д. Экспериментальные исследования физических свойств льда / Б.Д. Карташкин. М.: Изд. «Бюро новой техники», 1947.-42 с.

94. Цытович H.A. Механика мёрзлых грунтов / H.A. Цытович. М.: Высшая школа, 1973. - 448 с.

95. Будников А.Н. Прочность ледового покрова при строительныхработах-/А-.Н7Будников//Санитарная техника. 1932. - С. 8-9.

96. Вялов С.С. Зависимость между напряжением и деформацией льда с учётом фактора времени / С.С. Вялов, В.А. Чернигов // Сборник «Советская антарктическая экспедиция 10». 1960. - С. 213-223.

97. Крицкий С.Н. Зимний термический режим водохранилищ, рек и каналов / С.Н. Крицкий, М.Ф. Менкель, К.И. Российский. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1947. - 99 с.110. 111.112.113.114.115.116.117.118.119.120.121. 122.

98. Шуляковский Л.Г. Появление льда и начало ледостава на реках, озерах и водохранилищах / Л.Г. Шуляковский. М.: Гидрометео-издат, 1960. - 106 с.

99. Близняк Е.В. Инженерная гидрология / Е.В. Близняк, Б.В. Поляков.-М.-Л., 1939.-96 с.

100. Комаровский А.И. Структура и физические свойства ледяного покрова пресных вод. / А.И. Комаровскии. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1932.-389 с.

101. Савельев Б.А. Руководство по изучению свойств льда / Б.А. Савельев. М.: Изд-во МГУ, 1963.- 189 с.

102. Савельев Б.А. Строение, состав и свойства ледяного покрова морских и пресных водоёмов / Б.А. Савельев. М.: Изд-во МГУ, 1963.-541 с.

103. Вейнберг Б.П. Лед. Свойства, возникновение и исчезновение льда / Б.П. Вейнберг. М.-Л.: ГИЗ, тех-теорет. лит., 1940. - 112 с. Шишов Н.Д. О прочности льда / Н.Д. Шишов // Метеорология и гидрология. - 1947. - № 2. - С. 12-14.

104. Лавров В.В. Вопросы физики и механики льда / В.В. Лавров. Л.: Изд-во Морской транспорт, 1962. - 176 с.

105. Бутягин И.П. О прочности ледяного покрова при изгибе // Труды ТЭИ ЗСФАН. Новосибирск, 1955. - Вып. 5. Бутягин И.П. Прочность ледяного покрова в ледовых нагрузках на гидросооружения // Труды ТЭИ СО АН СССР. Новосибирск, 1961.-Вып. 1Т.

106. Зажигаев Л.С. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента / Л.С. Зажигаев, A.A. Кишьян, Ю.И. Романиков. М.: Атомиздат, 1978. - 232 с.

107. Матвеев-СтАг—Использование^Теосинтетических материалов для армирования дорожных конструкций / С.А, Матвеев, В.В, Сиротюк. Ханты-Мансийск: ООО «Издательство "Печатное дело"», 2010.-490 с.

108. Сиротюк В.В. Развитие новых технологий использования геосинтетики в дорожном строительстве /В.В. Сиротюк, О.В. Якименко, Г.М. Левашов, A.A. Захаренко // Дороги России XXI века. 2008.-№ 5. С. 75.

109. Армирование ледовых переправ / О.В. Якименко // Материалы VII Международной научно-технической конференции 10-12 ноября / Издательство ОмГТУ. Омск, 2009. - Книга 2. - С. 465-468.

110. Бюллетень информационных материалов для строителей № 54 2009 г.: В 4 ч. Часть 1 / Сибирский региональный центр ценообразования в строительстве. - Омск, 2009.

111. Бюллетень информационных материалов для строителей № 54 2009 г.: В 4 ч. Часть 2 / Сибирский региональный центр ценообразования в строительстве. - Омск, 2009.

112. Бюллетень информационных материалов для строителей № 54 2009 г.: В 4 ч. Часть 3 / Сибирский региональный центр ценообразования в строительстве. - Омск, 2009.

113. Бюллетень информационных материалов для строителей № 54 2009 г.: В 4 ч. Часть 3 / Сибирский региональный центр ценообразования в строительстве. - Омск, 2009.