автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Оценка напряжённо-деформированного состояния железнодорожных насыпей с применением объёмных геомоделей

□□3462142

На правах рукописи

КОРНЕЕВ ДЕНИС АЛЕКСАНДРОВИЧ

ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ НАСЫПЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ОБЪЁМНЫХ

ГЕОМОДЕЛЕЙ

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

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 о 0:3

Новосибирск - 2009

003462142

Работа выполнена в Сибирском государственном университете путей сообщения (СГУПС).

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор Исаков Александр Леонидович

доктор технических наук, доцент Смолин Юрий Петрович кандидат технических наук Тенирядко Надежда Ивановна

Дальневосточный университет путей сообщения (ДвГУПС)

Защита состоится 10 марта 2009 года в 10.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 218.012.01 при Сибирском государственном университете путей сообщения по адресу: 630049, г. Новосибирск, ул. Д. Ко-вальчук, 191, в ауд. 224.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского государственного университета путей сообщения (СГУПС)

Автореферат разослан « 09 » февраля 2009 года.

Учёный секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Соловьёв Л. Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Железнодорожные насыпи являются одним из самых сложных и подверженных деформациям типов земляного полотна. Сплывы откосов насыпей наиболее опасный вид деформаций, приводящий к отказам железнодорожного пути (перерывам в движении поездов) и большим затратам йа ликвидацию их последствий. Ежегодно на сети железных дорог РФ происходит до десятка, а в неблагоприятные годы и более, сплывов откосов. По оценке, выполненной институтом «Гипротранстэи», стоимость ликвидации последствий сплывов откосов насыпей в среднем на один объект составляет около 7,05 млн. руб.

В настоящее время основным методом диагностики состояния железнодорожных насыпей является их визуальный осмотр, а в начальной фазе деформирования проведение инженерно-геологического обследования совместно с инженерно-геодезическими наблюдениями. Стоимость такого обследования в расчете на одну насыпь составляет около 750 тыс. руб. При этом сроки обследования оказываются продолжительными, и приходится в аварийном порядке проводить противодеформационные мероприятия, за счет чего их стоимость возрастает в 2-3 раза.

Проведение своевременного обследования высоких насыпей с применением современных геофизических методов, детальный анализ физико-механических характеристик грунтов тела насыпи и основания, расчёт трёхмерного напряжённо-деформированного состояния (НДС) земляного полотна с прогнозом возможных деформаций существенно повысит эффективность их контроля, увеличит достоверность получения информации при одновременном сокращении объёма дорогостоящих инженерно-геологических работ.

Целыо работы является повышение точности оценки устойчивости новых и длительно эксплуатируемых железнодорожных насыпей.

Основные задачи исследований:

1. Обосновать выбор моделей деформирования и свойств материалов для элементов железнодорожного пути при построении трёхмерной математической модели.

2. Подтвердить достоверность результатов расчётов по трёхмерной математической модели путём их сравнения с экспериментальными данными других авторов.

3. Учесть низкочастотную динамику при моделировании поездной нагрузки в расчётной схеме деформирования земляного полотна.

4. Разработать методику подготовки данных сейсмотомографии железнодорожных насыпей для их адаптации к конечно-элементному расчёту НДС земляного полотна.

5. Обосновать применение деформационного критерия к оценке устойчивости железнодорожных; насыпей.

Объектом исследования являются новые и длительно эксплуатируемые железнодорожные насыпи.

Предметом исследования являются процессы деформирования и потери устойчивости земляного полотна под воздействием внешних нагрузок.

Идея работы заключается в комплексном подходе к получению научно обоснованных рекомендаций по прогнозной оценке состояния железнодорожных насыпей, объединяющем в себе вопросы сейсмотомографии, трехмерного расчета и компьютерного анализа НДС земляного полотна с применением деформационного критерия.

Научная новизна работы заключается:

- в постановке трёхмерной задачи с реальным распределением поездной нагрузки и учётом нелинейного деформирования балластной призмы и земляного полотна;

- в методе построения объёмной геомодели обследованного участка по данным сейсмотомографии;

- в учете низкочастотной составляющей поездной нагрузки при моде-

лировании деформирования земляного полотна;

- в обосновании и применении деформационного критерия при оценке устойчивости железнодорожных насыпей.

Практическую ценность работы составляют:

- получение более детальной информации о распределении свойств грунта в земляном полотне с помощью сейсмотомографии;

- выявление потенциально опасных зон в земляном полотне по интенсивности сдвиговых деформаций с учётом поездных нагрузок;

- выбор наиболее эффективного способа усиления земляного полотна путём компьютерного анализа возможных вариантов.

На защиту выносятся:

1. Трёхмерная математическая модель деформирования земляного полотна.

2. Алгоритм построения объёмной геомодели по данным сейсмотомографии.

3. Деформационный подход к оценке устойчивости железнодорожных насыпей.

Достоверность полученных результатов определяется применением апробированных моделей деформирования грунта, сравнением результатов математического моделирования с экспериментальными данными других авторов.

Реализация_исследований. Результаты исследований

диссертационной работы использованы при разработке «Методики диагностики состояния высоких насыпей с прогнозом возможности деформаций» (утверждена ОАО «РЖД» 20.12.2005 г.); проекта «Капитальный ремонт земляного полотна на ст. Жеребцово» ЗападноСибирской железной дороги и экспертного заключения «Оценка состояния земляного полотна на левобережном подходе к мосту на участке ПК 6025+70 - ПК 6026+64 линии Омск-Алтайская Западно-Сибирской железной дороги» (2007-2008 г.г.).

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на конференциях «Наука и молодёжь XXI века» (Новосибирск, 2005 и

2006 г.г.), «Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации земляного полотна и искусственных сооружений» (Москва, 2005,

2007 г.г.), региональный семинар по земляному полотну (Новосибирск, 2008), научный семинар СГУПС при диссертационном совете (Новосибирск, 2008).

Публикации: по теме диссертации опубликовано 9 научных работ. Структура и объём диссертации. Работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованных источников и 3 приложений. Общий объём работы составляет 156 страниц, включая 64 рисунка и 4 таблицы. Список использованных источников включает 123 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформирована цель исследований, определены задачи для достижения цели, представлена научная новизна и практическая ценность результатов.

В первой главе выполнен анализ существующих инженерных подходов к расчётам насыпей (Г.М. Шахунянц, Т.Г. Яковлева, И.В. Прокудин, В.В. Виноградов, С.А. Войтов, М.Н. Гольдштейн, A.JI. Исаков, Ю.И. Соловьёв, A.M. Караулов, Ю.П. Смолин, Fellenius W, Terzaghi К., Janbu N, Spenser E.A., Taylor D.W., Huang Y.H., Bishop A.W. и др.) и публикаций по математическому моделированию деформирования земляного полотна (М.Ф. Вериго, А.Ф. Ким, С.П. Васильев, В.И. Ангелейко, Э.П. Исаенко, И.Н. Журавлёв, Г.Н. Гаврилов, Hwang Seon-Keun, Yoshitsugu Momoya, Etsuo Sekine и др.). Проведённый анализ показал, что:

1) в инженерных расчетах применяются две модели деформирования грунтов тела насыпи и основания - упругая (расчёты на прочность) и жёстко-пластическая (расчёты устойчивости и стабильности);

2) расчёт устойчивости, используемый в инженерной практике, проводится по линиям скольжения изначально заданной формы;

3) применение двухмерных расчётных схем не позволяет учесть распределение характеристик грунта и поездной нагрузки вдоль оси пути;

4) поездная нагрузка в большинстве случаев принимается как полосовая прямоугольная нагрузка, распределённая по ширине шпал и длине жёсткой базы вагона;

5) учёт динамики осуществляется введением динамических характеристик грунтов, интегрального параметра или добавлением к статическому решению экспериментально определяемых инерционных массовых сил;

6) трёхмерные модели распределения напряжений и деформаций в земляном полотне мало изучены;

7) оценка НДС земляного полотна в основном выполняется по напряжениям с использованием критерия по первому предельному состоянию.

Таким образом, для достижения цели диссертационной работы необходимо:

- разработать трёхмерную математическую модель земляного полотна с возможным учетом динамики подвижного состава;

- учесть объёмное распределение характеристик грунта в теле насыпи и ее основании;

- разработать подход к прогнозированию потенциально опасных ситуаций и определению возможных поверхностей смещения грунта вдоль «слабых откосов» по рассчитанному НДС.

Вторая глава посвящена разработке трёхмерной математической модели деформирования земляного полотна.

В настоящее время имеется ряд мощных вычислительных комплексов (ANSYS, MSC/NASTRAN, MSC/PATRAN, COSMOS/M, ABAQUS, ADINA и др.) позволяющих сформировать не расчетную схему, а виртуальный прототип заданного участка железнодорожного пути, с полным соответствием реальным геометрическим размерам и физико-механическим свойствам.

Виртуальный прототип является основой трёхмерной математической модели деформирования элементов рельсошпальной решётки, балластной призмы и земляного полотна.

Вычислительные процедуры расчётных комплексов основаны на численном методе конечных элементов и отличаются лишь PRE и POST процессорами. По вычислительным возможностям перечисленные пакеты примерно одинаковы.

В данной работе использовался универсальный конечно-элементный пакет COSMOS/M.

Для проведения тестовых расчетов был выбран участок пути, равный длине стандартного вагона 14,73 м (рисунок 1). Земляное полотно представлено насыпью из лёгкой супеси высотой 6 м с крутизной откосов 1:1,5. Расчетная область ограничена двумя поперечными сечениями, проходящими через геометрические центры двух соседних вагонов. Вес вагона в модели заменён четырьмя парами вертикально направленных внешних сил F0 величиной 114 кН (осевая нагрузка 23 т), приложенных к рельсам в местах контакта с колесами. Такая постановка, когда нагрузка сосредоточена в средней части участка, а концы ненагружены, удобна для задания краевых условий.

Рисунок 1 - Схема участка железнодорожного пути

Исходное поле гравитационных сил задается весом объёмных конечных элементов, на которые разбивается геометрическая модель участка пути. Краевые условия заданы в виде нулевых продольных перемещений и, на торцах и нулевых вертикальных перемещений иу в основании земляного полотна.

Трёхмерная конечно-элементная модель (рисунок 2) сформирована из объемных элементов типа SOLID. По поверхностям соприкосновения шпал и щебёночного балласта введены контактные элементы node-to-node - с их помощью моделируется отрыв подошвы ненагруженной шпалы от балласта.

Рисунок 2 - Схема конечно-элементного разбиения участка пути

Каждому конечному элементу построенной математической модели присвоены соответствующие физико-механические характеристики. Характеристики материалов рельсошпальной решётки приняты в соответствии с ГОСТами. Свойства материалов балластной призмы и грунта земляного полотна взяты по СНиП 2.02.01—83 и инструкции ЦПИ-36.

Для выяснения особенностей деформирования балластной призмы (как сыпучей среды) и передачи напряжений на основную площадку земляного полотна были проведены тестовые расчёты в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1 - Характеристики материалов модели

Материал Свойства Модель деформирования

Е, кПа V р, т/м3 с, кПа ¥>,град

Рельсовая сталь 2,05-108 0,3 7,85 - - Линейно-упругая

Подрельсовая прокладка (резина) 5,83-Ю4 0,495 1,0 - -

Нашпальная прокладка (резина) 1,1 -1 о4 0,495 1,0 - -

Бетон шпал 3,25-107 0,2 2,5 - -

Щебёночный балласт 1-Ю5 0,27 1,85 2 27 Друкера-Прагера

Песчаная подушка 1,2-105 0,30 1,8 3 36

Грунт насыпи 6-104 0,35 1,71 8 26

Для оценки достоверности результатов расчёта было проведено их сравнение с экспериментальными данными известных авторов.

Наиболее полные исследования распределения напряжений в земляном полотне от поездной нагрузки были проведены Г.Г. Коншиным, В.В. Виноградовым, И.В. Прокудиным, Г.Н. Жинкиным, В.П. Великотным, В.П. Титовым, Л.С. Блажко, Ю.П. Смолиным, Г.М. Стояновичем, Е.С. Ашпизом, В.И. Тихомировым, В.И. Хромовым, С.Р. Агата и др.

Результатами тестовых расчётов в рамках трёхмерной математической модели являются напряжения и перемещения в балластном слое и земляном полотне, по которым проводилось их сравнение с нормативными значениями и экспериментальными данными других авторов. На рисунке 3 приведён график вертикальных перемещений грунта на основной площадке вдоль продольной оси Ог. Штрихпунктирными линиями показано размещение внешних усилий приложенных к рельсу. Расчетные перемещения не превышают 3 мм, что не противоречит нормативным значениям.

Распределение вертикальных напряжений в поперечном сечении земляного полотна и балластной призмы, проходящего через ось внутренней колесной пары, показано на рисунке 4. Отчётливо видны две зоны максимальных сжимающих напряжений: под шпалой и в основании насыпи, первая зона обусловлена поездной нагрузкой, а вторая - весом грунта насыпи.

Рисунок 4 - Распределение вертикальных напряжений в земляном полотне и балластной призме

Характер изменения вертикальных напряжений с глубиной насыпи под колесной парой представлен на рисунке 5. График хорошо иллюстрирует затухание поездной нагрузки в балласте и верхнем слое земляного полотна.

иу, мм

-1

-1.25 -1,5 -1.75 -2 -2.25 -2,5 -2,75 -3

О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Ц М Рисунок 3 - Вертикальные перемещения грунта на основной площадке

Рисунок 5 - Изменение вертикальных напряжений с глубиной

Абсолютные величины максимальных значений вертикальных напряжений на основной площадке ЗП (55-60 кПа), полученные с учетом упруго-пластического деформирования балластного слоя, совпадают с экспериментальными данными Г.Г. Коншина, Ю.П. Смолина и других авторов.

При расчёте земляного полотна напряжённо-деформированное состояние элементов рельсошпальной решётки не является существенным. Поэтому для экономии программных ресурсов (конечные элементы верхнего строения пути составляют около 80% всей модели) было взято распределение давлений по шпалам от колёсных пар, полученное по расчёту. Такое распределение близко к экспериментальным данным, полученным Ю.П. Смолиным (рисунок 6).

Рисунок 6 - Распределение осевой нагрузки на шпалы

Наглядной иллюстрацией возможностей разработанной математической модели является задача о деформирования земляного полотна в зоне головной части поезда (рисунок 7).

Осевая нагрузка - 245 кН

Р" ©

2,9 3.865 | 2.9 | 3,035 15,75

22.5

-и-„

иу.ш

А; на основной площадке

Л» •А под шкалами

О 2.7 5,4 8,1 10,8 13,5 16,2 18.9 21,6 24,3 ¡., м

Рисунок 7 - Вертикальные перемещения грунта под локомотивом

Кроме анализа статической картины, расчетная схема позволяет рассмотреть так называемую «квазистатику» - безволновую динамику изменения НДС грунта и балластного материала под воздействием поездной нагрузки. Если принять скорость движения локомотива постоянной и равной 80 км/ч, тогда, используя расчетную зависимость (рисунок 3), можно путем деления линейного масштаба по оси ОХ на скорость движения поезда Уп, получить функцию изменения вертикальных перемещений грунта от времени (/

= Ь/Уп) в фиксированном сечении пути. Двойное дифференцирование полученной функции по £ даст зависимость изменения вертикальных ускорений частиц грунта от времени (рисунок 8).

а, м/с2

1

0.8 0,6 0.4 0,2 0 -0.2 -0,4 -0,6

-0,8

0.01 0.06 0,11 0.16 0,21 0,26 0,31 0,36 0,41 0,46 С

Рисунок 8 - Ускорения на основной площадке земляного полотна

Следует еще раз подчеркнуть, что речь идет только о низкочастотной динамике колебаний земляного полотна, вызванной чередованием нагрузок на путь при прохождении осевых пар через фиксированное поперечное сечение земляного полотна.

Учёт динамики на основной площадке земляного полотна в разработанной модели осуществляется путём введения инерционных составляющих, корректирующих вес конечных элементов.

Изменение прочностных характеристик грунта под воздействием вибродинамики подвижного состава выполняется по методике И.В. Прокудина.

Третья глава посвящена применению разработанной модели для углублённого анализа состояния железнодорожных насыпей.

Проблема диагностики и выявления причин потери устойчивости и стабильности железнодорожных насыпей, несмотря на использование современных геофизических методов, до сих пор не имеет окончательного решения в полной мере удовлетворяющего практиков.

В СГУПС разработан новый подход к решению данной проблемы, смысл которого состоит в создании замкнутой системы диагностики и расчета земляного полотна с выработкой алгоритма реализуемых на ЭВМ рекомендаций по его усилению.

Предлагаемый метод глубокой диагностики земляного полотна, позволяет не только исследовать насыпь на глубину более 20 м от основной площадки и дать оценку её состояния при поездных нагрузках, но и выбрать наиболее эффективный вариант лечения в сложных ситуациях.

Объёмная геомодель, построенная по результатам сейсмотомографии, позволяет увидеть не только строгую дифференциацию грунта в теле земляного полотна по физико-механическим характеристикам, но и очертание зон разуплотнения, повышенной влажности, мерзлоты и т.д.

Суть глубокой диагностики заключается в детальном анализе НДС земляного полотна, проводимом на базе объёмной геомодели, отражающей реальное состояние слагающих его грунтов и их особенностей.

Последовательность этапов выполнения работ по методу глубокой диагностики выглядит следующим образом:

1. Сейсмоакустическое обследование проблемного участка земляного полотна с построением сейсмотомограмм по продольным Ур и поперечным V, скоростям упругих волн.

2. Определение основных физико-механических характеристик грунта тела насыпи и ее основания в выделенных на сейсмотомограммах зонах однородности с их последующим уточнением путем контрольного бурения.

3. Построение объемной геомодели обследованного участка земляного полотна по данным сейсмотомографии.

4. Трёхмерный компьютерный анализ напряжённо-деформированного состояния земляного полотна с оценкой устойчивости откосов насыпей.

5. Выработка и расчетное обоснование вариантов лечения земляного полотна с компьютерной проверкой их эффективности.

Целевым назначением сейсмотомографии земляного полотна является

детальное изучение сложения грунтов насыпи на обследуемом участке по результатам геофизических исследований с последующей оценкой физико-механических характеристик грунтов, глубины залегания коренных пород и уровня грунтовых вод.

Первичным результатом сейсмотомографической обработки являются плоскостные (вертикальные) срезы полей скоростей распространения продольных Vp и поперечных Vs волн в земляном полотне и их отношений (Vs / Vp), которые используются для предварительной идентификации грунтов и определения зон их однородности.

С помощью известных или уточненных корреляционных зависимостей выполняется построение сейсмотомограмм физико-механических характеристик грунтов~E,v,p,Cvnp (рисунок 9).

Ввод исходных данных для построения объёмной геомодели, её экспорт в расчётный пакет Cosmos/m и вывод результатов расчётов в виде графиков изолиний представляли собой очень трудоёмкую задачу. В связи с чем, были разработаны методики подготовки данных для проведения расчётов и вывода результатов, а также соответствующее программное обеспечение («Nasyp»), Кроме того, были разработаны форматы командных файлов для передачи в Cosmos/m объёмной геомодели и вывода результатов.

О 10 20 30 40 50 eoYjlTl

Рисунок 9 - Поперечные томограммы модуля Юнга грунтов насыпи

Программный продукт «Nasyp» обладает следующими возможностями:

1. Импорт результатов геофизических исследований («куб данных») в текстовом файле специально разработанного формата.

2. Просмотр импортированных данных в поперечных сечениях в виде изолиний отдельных физико-механических характеристик (рисунок 10) с возможностью их количественного и качественного анализа.

3. Ввод констант, необходимых для создания трёхмерной математической модели насыпи.

В программе насыпь в поперечном сечении условно разбита на блоки. Каждый блок в свою очередь разбивается на объёмы, количество которых определяет пользователь исходя из флуктуации физико-механических характеристик грунта в блоке. Из тех же соображений вводится и число конечных элементов в каждом объёме, затем автоматически выполняется расчёт элементов и узлов математической модели, что позволяет предварительно определить затраты машинного времени на генерацию модели в Cosmos/m и проведение расчёта.

X j CMOÉ23E+02 у: j СШ334Б401 Параметр:1 j Паетвосп. Значение: | 0.19Ё05Е-НП

■^■аии»^.

j 23 ; >Ij Г* □ л г^ '' i] "

Рисунок 10 - Интерфейс программы «Иавур» для ввода геометрических очертаний насыпи и просмотра импортированных данных

Математическую модель можно создать как на всю длину обследуемого участка, так и на указанный пользователем определённый слой.

Для каждой из характеристик грунта вводится свой множитель, необходимый в последующих расчётах для определения коэффициента запаса.

4. Создание командного geo-файла для конечно-элементного пакета Cosmos/m. Geo-фашх представляет собой определённую последовательность команд с данными диагностики и расчета по программе.

5. Массовый вывод результатов расчёта в графическом виде. В программе предусмотрено создание отдельного командного geo-файла для вывода параметров напряжённо-деформированного состояния насыпи в узлах и элементах модели в сечениях по трём плоскостям.

Любой универсальный конечно-элементный пакет состоит из трёх блоков: pre-processor (ввод данных), processor (расчёт) и post-processor (вывод результатов). Программа «Nasyp» позволяет заменить первый и последний блоки на специализированные для конкретной задачи анализа состояния земляного полотна по данным геофизического обследования, а для расчёта использовать мощный processor Cosmos/m.

Анализ напряженно-деформированного состояния выполняется по значениям перемещений, напряжений и деформаций в теле насыпи и основании.

Завершающей стадией компьютерного анализа состояния насыпей является расчет поля интенсивности сдвиговых деформаций грунта, что позволяет определить не только наличие линий скольжения, но и их формы (рисунок 11).

В данной работе предложен деформационный подход к расчёту устойчивости насыпей. Введено понятие запаса устойчивости откосов насыпи, сложенной грунтом с характеристиками (С, tgp), которое формализуется двузначным параметром - парой значений ксзап и к9зат где ксзап = С / С Крит и к9зап = tg<р / tg<ркрит (Скрит и у14"""- предельные значения, при которых откос ещё сохраняет устойчивость). При этом предполагается, что изменение (уменьшение) исходных значений С и tgf происходит в соответствии с за-

данной закономерностью, определяемой внешними факторами воздействия на грунт или случайным разбросом его характеристик.

■5.СО 000 5.00 1 0.00 15.00 20.00 251Ю 30.00 35 00 «0« ¿5.00 5000 55.(Ю 6000 -О^.,. I, I,, I. .iiI.II. 1,и, I... Л. ....................................

Рисунок 11 - Интенсивность сдвиговых деформаций в теле насыпи при

критической поездной нагрузке

Одним из наиболее удобных, с точки зрения вычислений, вариантом изменения пары значений (С, является их пропорциональное уменьшение. В этом случае численное выражение показателя устойчивости может быть сведено к «однозначному» параметру, который уместно называть коэффициентом запаса:

к = с =_ П) зап ^Крит

На рисунке 12 показаны расчётные изолинии коэффициента запаса (1) для откоса высотой 20 м и крутизной 1:1,75 при поездной нагрузке на основную площадку 90 кПа. Линия «кза„ = 1» разграничивает все множество пар (С, на две области - устойчивости (сверху от кривой) и неустойчивости (снизу от кривой) рассматриваемого откоса.

Рисунок 12 - Пример изолиний коэффициента запаса откоса насыпи

Принципиальным отличием используемого в данной работе коэффициента запаса (1) от ранних аналогов состоит в том, что поверхность сдвига и величины (С"'""", "'""") здесь предлагается определять по условию «реального обрушения» откоса (по интенсивности сдвиговых деформаций) из решения упруго-пластической задачи вне зависимости от каких либо субъективных факторов.

Как следует из нижеприведенных формул, введенный параметр кжа в случае однородного грунта идентичен по величине принятому в инженерных расчетах коэффициенту устойчивости ку (формула Терцаги):

-> (2)

у грсдв

/=1

где с,- - удельное сцепление в /-ом отсеке, кПа; /V; - реакция 1-го отсека, кН; р,- - угол внутреннего трения в 1-ом отсеке, град; Т[д" - сдвигающие силы /-го отсека, кН.

Подстановка с,- = к1т, сч'ит и ^ = к,,т-<р *''"миз(1)в (2) дает

К = —--;-= *«.• (3)-

сдв 1=1

В четвёртой главе рассмотрены прикладные аспекты использования трёхмерной модели деформирования насыпей и разработанного метода глубокой диагностики земляного полотна на примере двух объектов ЗападноСибирской железной дороги в 2007 г.

Первый объект - насыпь высотой 11 м на ст. Жеребцово в зоне расположения водопропускной трубы. В разное время в междупутье главных путей происходили локальные просадки грунта над трубой. Первоначально насыпь была отсыпана более 70 лет назад. В 1972-1974 годах производилось уширение земляного полотна скальным грунтом.

В результате проведения работ были установлены причины деформаций основной площадки.

Второй объект - насыпь высотой 15 м на подходе к мосту через реку Обь. В зимний период 2006-2007 г.г. была произведена отсыпка насыпи второго пути левобережного подхода к мосту через реку Обь на 605 км линии Омск-Алтайская Западно-Сибирской железной дороги.

На основной площадке насыпи в междупутье образовалась продольная трещина длиной около 400 м с раскрытием до 10 см и трещины в верхней части откоса новой насыпи.

По результатам выполненных исследований был сделан прогноз дальнейшего развития деформаций земляного полотна и выданы рекомендации по его эксплуатации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа выполнена на актуальную тему оценки напряжённо-деформированного состояния железнодорожных насыпей, которые

являются одним из самых сложных и подверженных деформациям типов земляного полотна.

Основные результаты, полученные в диссертационной работе:

1. Разработана трёхмерная математическая модель земляного полотна с обоснованием выбора моделей деформирования и свойств материалов для элементов железнодорожного пути.

2. Выполнен анализ низкочастотной динамики при прохождении поезда с постоянной скоростью. В разработанной модели его результаты учтены путём введения инерционных составляющих корректирующих массу конечных элементов.

3. Построена объёмная геомодель обследованного участка земляного полотна по разработанной методике подготовки данных сейсмотомографии.

4. Проведена оценка устойчивости железнодорожных насыпей по рассчитанному напряжённо-деформированному состоянию с применением деформационного подхода, который позволяет определить наличие линий скольжения в теле насыпи и их форму, а также рассчитать коэффициенты запаса (устойчивости).

5. Прогнозная оценка состояния железнодорожных насыпей проводится с учетом повышения поездной нагрузки при увеличении скоростей движения или осевых нагрузок и снижения прочностных характеристик под воздействием природных и техногенных факторов.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Д.А. Корнеев. Численное моделирование процесса объёмного деформирования насыпи // Материалы IV научно-технической конференции «Наука и молодёжь XXI века» - Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2006. - С. 32-34.

2. А.Л. Исаков, В.И. Машуков, С.П. Васильев, Д.А. Корнеев. Трёхмерная математическая модель деформирования земляного полотна // Железные и автомобильные дороги в условиях Сибири: Сб. науч. тр. - Новосибирск:

Издательство СГУПСа, 2005. С. 4-24.

3. А.Л. Исаков, Д.А. Корнеев. Расчёт напряжённо-деформированного состояния земляного полотна при воздействии поездной нагрузки. // Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации земляного полотна и искусственных сооружений: Вторая науч.-техн. конф. с междунар. участием: труды / ОАО «РЖД», Москов. гос. ун-т путей сообщения (МИИТ). -М., 2005. С. 51-56.

4. А.Л. Исаков, В.И. Машуков, Д.А. Корнеев. Анализ распределения напряжений и деформаций в балластной призме и земляном полотне в окрестности головной части движущегося поезда // Железные и автомобильные дороги в условиях Сибири: Сб. науч. тр. - Новосибирск: Издательство СГУПСа, 2006. С. 4-16.

5. А.Л. Исаков, Д.А. Корнеев. Анализ состояния земляного полотна железных дорог с применением объёмных геомоделей. // Известия высших учебных заведений. Строительство - Новосибирск, 2008. №1. С. 95-99.

6. А.Л. Исаков, В.И. Машуков, Д.А. Корнеев. Анализ устойчивости высоких насыпей с применением деформационного критерия разрушения. // Железные и автомобильные дороги в условиях Сибири: Сб. науч. тр. - Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2008. С. 4-28.

7. А.Л. Исаков, В.И. Машуков, Д.А. Корнеев. Деформационный подход к расчёту высоких насыпей. // Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожного пути: Четвёртая науч.-техн. конф. с междунар. участием: труды / ОАО «Рос. желез, дороги», Москов. гос. ун-т путей сообщения (МИИТ), - М., 2007. С. 51-55

8. А.Л. Исаков, В.И. Машуков, Д.А. Корнеев. Деформационный подход к расчёту насыпей. // Путь и путевое хозяйство, №8,2008. С. 39-40.

9. Методика диагностики состояния высоких насыпей с прогнозом возможности деформаций / Е.С. Ашпиз, А.Н. Савин, А.Л. Исаков, В.И. Машуков, Д.А. Корнеев / ОАО «РЖД». МИИТ. - М.: НИИТКД, 2007. - 56 с.

\

Подписано к печати 03.02.2009 г. Объём 1,5 усл. печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № 1997

Отпечатано с готового оригинал-макета в издательстве СГУПСа 630049, г. Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, 191

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Модели земляного полотна в инженерных методиках

1.2 Математическое моделирование железнодорожного пути

1.3 Выводы по главе

2 ТРЁХМЕРНАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

2.1 Постановка задачи

2.2 Прототип участка железнодорожного пути

2.3 Свойства материалов модели

2.4 Моделирование балластной призмы

2.5 Проверка достоверности математической модели

2.6 Анализ низкочастотной динамики земляного полотна при движении поезда с постоянной скоростью

2.7 Выводы по главе

3 ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ УГЛУБЛЕННОГО АНАЛИЗА СОСТОЯНИЯ НАСЫПЕЙ

3.1 Постановка задачи

3.2 Сейстомографическое обследование земляного полотна

3.3 Построение объёмной геомодели насыпи и её экспорт в расчётный программный комплекс

3.4 Анализ напряжённо-деформированного состояния насыпей

3.5 Деформационный критерий устойчивости

3.6 Выводы по главе

4 ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТРЁХМЕРНОЙ

МОДЕЛИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ НАСЫПЕЙ

Актуальность работы. Железнодорожные насыпи являются одним из самых сложных и подверженных деформациям типов земляного полотна. Сплывы откосов насыпей наиболее опасный вид деформаций, приводящий к отказам железнодорожного пути (перерывам в движении поездов) и большим затратам на ликвидацию их последствий. Ежегодно на сети железных дорог РФ происходит до десятка, а в неблагоприятные годы и более, сплывов откосов. По оценке, выполненной институтом «Гипротранстэи», стоимость ликвидации последствий сплывов откосов насыпей в среднем на один объект составляет около 7,05 млн. руб.

В настоящее время основным методом диагностики состояния железнодорожных насыпей является их визуальный осмотр, а в начальной фазе деформирования проведение инженерно-геологического обследования совместно с инженерно-геодезическими наблюдениями. Стоимость такого обследования в расчете на одну насыпь составляет около 750 тыс. руб. При этом сроки обследования оказываются продолжительными, и приходится в аварийном порядке проводить противодеформационные мероприятия, за счет чего их стоимость возрастает в 2-3 раза.

Проведение своевременного обследования высоких насыпей с применением современных геофизических методов, детальный анализ физико-механических характеристик грунтов тела насыпи и основания, расчёт трёхмерного напряжённо-деформированного состояния (НДС) земляного полотна с прогнозом возможных деформаций существенно повысит эффективность их контроля, увеличит достоверность получения информации при одновременном сокращении объёма дорогостоящих инженерно-геологических работ.

Целью работы является повышение точности оценки устойчивости и стабильности новых и длительно эксплуатируемых железнодорожных насыпей.

Основные задачи исследований:

1. Обосновать выбор моделей деформирования и свойств материалов для элементов железнодорожного пути при построении трёхмерной математической модели.

2. Подтвердить достоверность результатов расчётов по трёхмерной математической модели путём их сравнения с экспериментальными данными.

3. Учесть низкочастотную динамику при моделировании поездной нагрузки в расчётной схеме деформирования земляного полотна.

4. Разработать методику подготовки данных сейсмотомографии железнодорожных насыпей для их адаптации к конечно-элементному расчёту НДС земляного полотна.

5. Обосновать применение деформационного критерия к оценке устойчивости железнодорожных насыпей.

Объектом исследования являются новые и длительно эксплуатируемые железнодорожные насыпи.

Предметом исследования являются процессы деформирования, потери устойчивости и стабильности земляного полотна под воздействием внешних нагрузок.

Идея работы заключается в комплексном подходе к получению научно обоснованных рекомендаций по прогнозной оценке состояния железнодорожных насыпей, объединяющем в себе вопросы сейсмотомографии, трехмерного расчета и компьютерного анализа НДС земляного полотна с применением деформационного критерия.

Научная новизна работы заключается:

- в постановке трёхмерной задачи с реальным распределением поездной нагрузки и учётом нелинейного деформирования балластной призмы и земляного полотна;

- в методе построения объёмной геомодели обследованного участка по данным сейсмотомографии;

- в учете низкочастотной составляющей поездной нагрузки при моделировании деформирования земляного полотна;

- в обосновании и применении деформационного критерия при оценке устойчивости железнодорожных насыпей.

Практическую ценность работы составляют:

- получение более детальной информации о распределении свойств грунта в земляном полотне;

- выявление потенциально опасных зон в земляном полотне по интенсивности сдвиговых деформаций с учётом поездных нагрузок;

- выбор наиболее эффективного способа усиления земляного полотна путём компьютерного анализа возможных вариантов.

На защиту выносятся:

1. Трёхмерная математическая модель деформирования земляного полотна.

2. Алгоритм построения объёмной геомодели по данным сейсмотомо-графии.

3. Метод оценки устойчивости железнодорожных насыпей с использованием коэффициентов запаса.

Достоверность полученных результатов определяется применением апробированных моделей деформирования грунта, сравнением результатов математического моделирования с экспериментальными данными и контрольным бурением при проведении сейсмотомографического обследования.

Реализацияисследований. Результаты исследований диссертационной работы использованы при разработке «Методики диагностики состояния высоких насыпей с прогнозом возможности деформаций» (утверждена ОАО «РЖД» 20.12.2005 г.); проекта «Капитальный ремонт земляного полотна на ст. Жеребцово» ЗападноСибирской железной дороги и экспертного заключения «Оценка состояния земляного полотна на левобережном подходе к мосту на участке ПК 6025+70

- ПК 6026+64 линии Омск-Алтайская Западно-Сибирской железной дороги» (2007-2008 г.г.).

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на конференциях «Наука и молодёжь XXI века» (Новосибирск, 2005 и

2006 г.г.), «Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации земляного полотна и искусственных сооружений» (Москва, 2005,

2007 г.г.), региональный семинар по земляному полотну (Новосибирск, 2008), научный семинар СГУПС при диссертационном совете (Новосибирск, 2008).

Публикации: по теме диссертации опубликовано 9 научных работ. Структура и объём диссертации. Работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованных источников и 3 приложений. Общий объём работы 156 страниц, включая 64 рисунка и 4 таблицы. Список использованных источников включает 123 наименования.

Основные результаты, полученные в диссертационной работе:

1. Разработана трёхмерная математическая модель земляного полотна с обоснованием выбора моделей деформирования и свойств материалов для элементов железнодорожного пути.

2. Выполнен анализ низкочастотной динамики при прохождении поезда с постоянной скоростью. В разработанной модели его результаты учтены путём введения инерционных составляющих корректирующих массу конечных элементов.

3. Построена объёмная геомодель обследованного участка земляного полотна по разработанной методике подготовки данных сейсмотомографии.

4. Проведена оценка устойчивости железнодорожных насыпей по рассчитанному напряжённо-деформированному состоянию с применением деформационного подхода, который позволяет определить наличие линий скольжения в теле насыпи и их форму, а также рассчитать коэффициенты запаса (устойчивости).

5. Прогнозная оценка состояния железнодорожных насыпей проводится с учетом повышения поездной нагрузки при увеличении скоростей движения или осевых нагрузок и снижения прочностных характеристик под воздействием природных и техногенных факторов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа выполнена на актуальную тему оценки напряжённо-деформированного состояния железнодорожных насыпей, которые являются одним из самых сложных и подверженных деформациям типов земляного полотна.

1. Палысин Ю.С. Проектирование земляного полотна на подходах к мостам и тоннелям: Учеб. Пособие. — Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2002. — 50 с.

2. Строительно-технические нормы МПС РФ. Железные дороги колеи 1520 мм / СТН Ц-01-95. М.: Транспорт, 1995. - 86 с.

3. Шахунянц Г.М. Земляное полотно железных дорог. Вопросы проектирования и расчёта. М.: Трансжелдориздат, 1953. - 828 с.

4. Железнодорожный путь. / Т.Г. Яковлева, Н.И. Карпущенко, С.И. Клинов, Н.Н. Путря, М.П. Смирнов; Под ред. Т.Г. Яковлевой. 2-е изд., с измен. и дополн. -М.: Транспорт. 2001. 407 с.

5. Расчёты и проектирование железнодорожного пути: Учебное пособие для студентов вузов ж.-д. трансп. / В.В. Виноградов, A.M. Никонов, Т.Г. Яковлева и д.р.; Под ред. В.В. Виноградова и A.M. Никонова. М.: Маршрут, 2003.-486 с.

6. Механика грунтов: Учеб. пособие / Соловьёв Ю.И., Ваганов А.А., Караулов A.M. Новосибирск: Изд-во СГАПС, 1997. - 145 с.

7. Грицык В.И. Расчеты земляного полотна железных дорог. Учеб. пособие для вузов ж.д. транспорта. М.: УМК МПС, 1998. - 520 с.

8. Войтов С.А. Расчёт стабильности основания выемок на ЭВМ «Наи-ри»: метод, указания к курсовому и дипломному проектированию / С.А. Войтов, М.В. Вольнов. М., 1982. - 56 с.

9. Fellenius W. Calculation of the Stability of Earth Dams // Transactions of 2 Congress on Large Dams, Washington DC vol. 4 pp. 445-462.

10. Janbu N. Slope stability computation. Embankment - Dam engineering, Casagrande Volume, edited by R.C. Hirschfield and S.T. Poulos, John Wiley and Sons, New York 1973 pp. 47-86.

11. Spenser E.A. Method of analysis of the stability of embankment assuming inter-slide forces, Geotechnique. 1967, vol. 17, №1, pp. 11-26.

12. Taylor D.W. Stability of earth slopes — Journal of Boston Society of Civil Engineers, 1937, vol. 24. pp. 197-246.

13. Huang Y.H. and M.C. Avery. Stability of Slopes by the Logarithmic-Spiral Method, Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE, 1976. Vol. 102, No. GT1, pp. 41-49.

14. Bishop A.W. and N. Norgenstern. Stability Coefficients for Earth Slopes, Geotechnique, 1960. Vol. 10, No. 4, pp. 129-150.

15. Terzaghi K., and R.B. Peck, Soil Mechanics in Engineering Practice, John Wiley and Sons, New York, 1967.

16. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений, М., 1985.

17. Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь.- М.: Транспорт, 1987.-18с.

18. Прокудин И.В. Распространение в железнодорожных насыпях колебаний, возникающих от проходящих поездов // Вопросы земляного полотна и геотехника на железнодорожном транспорте: Межвуз. сб. науч. тр. -Днепропетровск, 1990.

19. Виноградов В.В. прочностные характеристики грунта при динамическом воздействии // Сб. науч. тр. / СоюзДорНИИ. 1980. Вып. 120.

20. Исаков A. JL, Ващенко Г. П. О вариации прочностных характеристик грунта при расчете устойчивости откосов земляного полотна / / Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. Новосибирск, 2004. Вып.7. С. 123-129.

21. Смолин Ю.П., Дербенцев А.С. Исследование колебаний двузпутных железнодорожных насыпей от поездной нагрузки // Строительство и архитектура. 1986. № 5. (Изв. вузов).

22. Коншин Г.Г. О зонах динамического воздействия поездной нагрузки на земляное полотно // Транспортное строительство. 1980. № 10. С. 37-38.

23. Яковлева Т.Г., Иванов Д.И. Моделирование прочности и устойчивости земляного полотна. М.: Транспорт, 1980. — 225 с.

24. Яковлева Т.Г. Интегральная оценка динамического состояния высоких насыпей при расчётах устойчивости откосов // Сб. науч. тр. / СоюзДор-НИИ. 980. Вып. 120.

25. Современные методы расчёта устойчивости земляного полотна железных дорог. Соловьёв Ю.И., Караулов A.M., Смолин Ю.П. СГАПС, 1996. -82 с.

26. Механика грунтов, основания и фундаменты: Учеб. пособие для строит, спец. вузов / С.Б. Ухов, В.В. Семёнов, В.В. Знаменский и д.р.; Под ред. С.Б. Ухова. 3-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 2004. - 566 с.

27. Zienkiewicz О. The finite element method in engeneering science. -MCGRAW Hill, London. 421 p.

28. Розин JT.A. Расчёт гидротехнических сооружений на ЭЦВМ. Метод конечных элементов. — Л., 1971.

29. Ухов С.Б. Расчёт сооружений и оснований методом конечных элементов. -М.: МИСИ, 1973.

30. К. Бредббия. Методы граничных элементов. М.: Мир, 1987. - 524с.

31. Вериго М.Ф. Метод расчёта деформаций земляного полотна при действии на него динамических нагрузок // Вестник ВНИИЖТа. № 5. 1988.

32. Ким А.Ф. Земполотно. Теоретические основы технического обеспечения. Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2002. - 160 с.

33. Друкер Д., Прагер В. Механика грунтов и пластический анализ или предельное проектирование // Определяющие законы механики грунтов. -М.: Мир, 1975.

34. Константинов И.А. Динамика гидротехнических сооружений. Ч. 1. Основы динамики сооружений. Л., 1974. - 198 с.

35. Ангелейко В.И. Применение вариационного метода конечн:>bix элементов при определении деформаций балластного слоя. — Харьков.

36. Исаенко Э.П., Шайдуллин Ш.Н., Иванов С.Ю., Васильев ^руков М.В. Расчёты железнодорожного пути с использованиемэлементных моделей: Учебно-методическое пособие — Нижний Hov^1. Огород,

37. Горьковская железная дорога, «Нижегородский печатник», 2002. 20Q>1. С»

38. Hwang, Seon-Keun. Settlement Characteristics of the Reinforces .1. KaiJroad Roadbed with Crushed Stones Under a Simulated Train Loading // yь J our. ofthe KGS, Vol. 20, № 2. March 2004, pp. 5-13.

39. Yoshitsugu Momoya, Etsuo Sekine. Reinforced roadbed defo;^^^ characteristics under moving wheel loads. QR of RTRI, Vol. 45, №3, Au^> 2004 pp. 162-168.

40. Правила производства расчётов верхнего строения железногц0рОЖ ного пути на прочность. М.: Трансжелдориздат, 1954. — 70 с.

41. Правила расчёта пути на прочность и надёжность в зависи\^0сти ^ класса линий (Первая редакция) / МПС ВНИИЖТ. М., 1999. - 53 с.

42. Карпущенко Н.И., Бондаренко А.Н., Иванова Л.И. Расчёт >JcejTfl дорожного пути на прочность и устойчивость: Учеб. пособие к выполлен курсового и дипломного проектирования по дисциплине "Железнодор05Кнь^путь". Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2002. - 62 с.

43. Каплун А.Б., Морозов Е.М., Олферьева М.А. ANSYS в руках инженера: Практическое руководство. — М., 2003. — 272 с.

44. Шимкович Д. Г. Расчет конструкций в MSC/NASTRAN for Windows. М.: ДМК Пресс, 2003. - 448 с.

45. Елизаров С. В. Современные методы расчета инженерных конструкций на железнодорожном транспорте: Метод конечных элементов и программа COSMOS/M : Учеб. пособие для вузов ж.-д. трансп. СПб.: ПГУПС,2002.-211 с.

46. Алямовский А.А. SolidWorks/CosmosWork. Инженерный анализ методом конечных элементов. М.: ДМК Пресс, 2004. - 432 с.

47. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. М: Мир, 1984.428 с.

48. J. Pruska. Comparison of geotechnic softwares Geo FEM, Plaxis, Z-Soil. Proc. XIII ECSMGE, Vanicek et al. (eds). SCGtS, Prague, JSBN 80-8676901-1, (Vol 2). pp. 819-824.

49. Ольга Патронова. PLAXIS: анализ аварийных ситуаций. // CADmas-ter. №4, 2002. С. 58-60.

50. X. Acxoop, Д. Гаренков, С. Сотников. PLAXIS расчет деформаций фундамента здания, возводимого на загипсованном грунте // CADmaster. №5,2003. С. 42-44.

51. Ольга Патронова. PLAXIS инструмент инженера-геотехника // CADmaster. №3, 2002. С. 62-65.54. http://www.civilfem.ru55. http://www.soilvision.com56. http://www.geo-slope.com

52. Строительные нормы и правила СНиП 32-01-95 Железные дороги колеи 1520 мм. -М.: Минстрой России. 1995.-20 с.

53. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование земляного полотна железных дорог колеи 1520 мм. СП 32-104-98. М., 1998. - 138 с.

54. Подвижной состав и основы тяги поездов: Учебник для техникумов ж.-д. транспорта / Под ред. Осипова С.И. М.: Транспорт, 1990 - 336 с.

55. ГОСТ Р 51685-2000. Рельсы железнодорожные. Общие технические условия. Дата введения 01.07.2001.

56. ГОСТ 10629-88. Шпалы железобетонные предварительно напряжённые для железных дорог колеи 1520 мм. Технические условия. Дата введения 01.01.90.

57. ГОСТ 16277-93. Подкладки раздельного скрепления железнодорожных рельсов типов Р50, Р65, Р75. Технические условия. Дата введения 01.01.95.

58. Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути ЦП-774 / МПС России. М.: Транспорт, 2000. - 223 с.

59. ГОСТ 7392-2002. Щебень из плотных горных пород для балластного слоя железнодорожного пути. М., 2002. - 8 с.

60. Руководство по определению физико-механических характеристик балластных материалов и грунтов земляного полотна. ЦПИ-36: утв.: 30 января 2004 г./ ОАО «РЖД», Департамент пути и сооружений. М.: Транспорт, 2005. - 84 с.

61. Проектирование нежёстких дорожных одежд. ОДН 218.046-01.- М., 2001.-40 с.

62. Кандауров И.И. Механика зернистых сред и её применение в строительстве. М.: Стройиздат, 1966. - 319 с.

63. Попов С.Н. Балластный слой железнодорожного пути. М.: Транспорт, 1965.- 183 с.

64. Боголюбчик B.C. Распределение напряжений в балластной призме. // Вопросы геотехники: Сб. науч. тр. 113 / ДИИТ. Днепропетровск, 1976. №25. С. 49-56.

65. Леманский А.П. Новый стандарт на щебень // Путь и путевое хозяйство, № 5. М.,2003. - С. 45-50.

66. Леманский А.П. Упругие свойства щебёночного балласта при статическом нагружении // Вестник ВНИИЖТ, № 4 М., 2003. - С. 30-32.

67. Машуков В.И., Пирля К.В., Барышников В.Д. Структура горной породы и её паспорт прочности.//ФТПРПИ, № 3. Новосибирск: Наука, 1990. — С. 21-27.

68. Веников В.А. Теория подобия и моделирования / М.: Высшая школа. 1986. 480 с.

69. Лебедев А.Н. Моделирование в научно-технических исследованиях / М.: Радио и связь. 1989. 224 с.

70. Батороев К.Б. Аналогии и модели в познании / Новосибирск. Наука. 1981.-320 с.

71. Баркан Д.Д. Динамика оснований и фундаментов. М.: Стройвоен-мориздат, 1948. - 411 с.

72. Баркан Д.Д. О выборе глубины заложения источника волн, распространяющихся в грунте // Журнал технической физики. М., 1941. Вып. 11. Т.П.

73. Ершов В.А. Критическое ускорение песчаных грунтов при уплотнении и сдвиге // Материалы к 24-й научн. техн. конф. ЛИСИ. Л., 1970. С. 4346.

74. Ершов В.А. К вопросу о критическом ускорении песчаных грунтов // Динамика оснований и фундаментов: Сб. научн. тр. II конф. М., 1969. Т. 1.-280 с.

75. Васютинский А.Н. Наблюдения над упругими деформациями железнодорожного пути. СПб., 1986. - 130 с.

76. Финк К. Измерение напряжений и деформаций / Пер. с нем. — М.: Машгиз, 1961.-534 с.

77. Яковлева Т.Г. О параметре, учитывающем динамику воздействия поездов при расчётах устойчивости откосов насыпей // Трансп. стр-во. -М.,1974. №2. С. 43-44.

78. Жинкин Г.Н. Результаты лабораторных исследований прочностных глинистых грунтов при динамических нагрузках: Сб научн. тр./ ЛИСИ. Л.,1975. Вып. 387. С. 3-49.

79. Жинкин Г.Г. Певзнер В.О., Шинкарев Б.С. Исследование зависимостей между показателями динамики подвижного состава и воздействие его на путь // Тр. / НИИЖТ. Новосибирск, 1975. Вып. 542. С. 84-92.

80. Иванов П.Л. Разжижение и уплотнение несвязных грунтов при динамических воздействиях. Л.: Госэнергоиздат, 1978. — 260 с.

81. Гольдштейн М.Н. Механические свойства грунтов. М.: Стройиз-дат, 1973.-376 с.

82. Лапидус Л.С., Чичикин А.Ф. Исследование распространения колебаний в грунте // Основания, фундаменты и механика грунтов: Сб. научн. тр. /ЛИСИ.-Л., 1978. С. 107-109.

83. Оценка устойчивости земляного полотна железных дорог / М.Н. Гольдштейн и др. // Вопросы земляного полотна и геотехники на железнодорожном транспорте: Сб. научн. тр./ ДИИТ. Днепропетровск, 1980. Вып. 208/29. С. 10-24.

84. Вознесенский С.А. Исследование эксплуатационной надёжности железнодорожных насыпей. Воронеж: Издательство Воронежского института, 1974.- 111с.

85. Темников Ф.Е., Харченко P.P. Электрические измерения неэлектрических величин. Л.: Госэнергоиздат, 1978. - 348 с.

86. Кистанов А.И. Экспериментальные исследования динамического воздействия поездов на глинистые грунты земляного полотна: Дис. канд. техн. наук / ЛИИЖТ., 1969. 178 с.

87. Костюков И.И. О деформациях песчаных откосов при динамических воздействиях // Тр. II конф. / НИИОСП. М., 1969. Т. 1. С. 116-119.

88. Шахунянц Г.М., Яковлева Т.Г. Учёт динамических воздействий подвижного состава при расчёте устойчивости откосов железнодорожных насыпей // Вопросы пути и путевого хозяйства: Сб. науч. тр. / МИИТ. М., 1973. Вып. 443. С. 98-166.

89. Прокудин И.В. Прочность и деформативность железнодорожного земляного полотна из глинистых грунтов, воспринимающих вибродинамическую нагрузку: автореферат диссертации на соискание учёной степени д-ра техн. наук. J1., 1983. - 41 с.

90. Коншин Г.Г., Круглый А.Г., Баласаян Е.А. Применение вибросейсмических методов расчётов для совершенствования расчёта устойчивости насыпей // М-лы Всесоюзной конф. 12-14 апреля 1989/ МИИТ. М., 1989. С. 75-77.

91. Титов В.П. Усиление земляного полотна длительно эксплуатируемых железных дорог. М.: Стройиздат, 1980. - 272 с.

92. Смолин Ю.П. Напряжения в земляном полотне от поездной нагрузки //Изв. вузов. Стр-во. №7. Новосибирск, 1997. С. 98-101.

93. Смолин Ю.П., Дербенцев А.С. Экспериментальные исследования напряжённого состояния насыпей от поездов // Трансп. стр-во. 1985. №4. С. 9-10.

94. Смолин Ю.П. О напряжённом состоянии насыпей от воздействия поездной нагрузки // Вопросы инж. геологии, оснований и фундаментов. Новосибирск, 1998. С. 42-52.

95. Корчуганов В.Ю., Смолин Ю.П. Напряжения от поездной нагрузки на земляное полотно // Тез. докл. науч.-техн. конф. / НГАСУ. Новосибирск: Изд-во НИСИ, 2005. С. 86.

96. Жинкин Г.Н., Стоянович Г.М. Исследование напряженного состояния грунтов выемок на магистральной линии при проходе поездов // Сборник научных трудов / ХабИИЖТ Хабаровск, 1984. - вып. 50. - С. 43-48.

97. Тихомиров В.И. Экспериментальные исследования напряженного состояния под железобетонными плитами железнодорожного пути в эксплуатационных условиях // Сборник научных трудов / ВЗИИТ М., 1965.-вып. 17.-С. 123-164.

98. С.В.Корпусов, П.В.Иванов, А.В.Петряев. Георешетки для усиления основания пути. // Путь и путевое хозяйство, 2000. №6, С. 25-28.

99. Блажко JI.C. Геоматериалы при высоких осевых нагрузках. // Путь и путевое хозяйство.- 2002 №10 — С.36

100. Коншин Г.Г. Ударно-динамические напряжения на основной площадке // Путь и путевое хозяйство. М., 1999. № 12. С. 16-21.

101. Коншин Г.Г. Распределение напряжений в земляном полотне от воздействия поездов // Волны в грунтах и вопросы виброметрии: М-лы III Всесоюзн. конф. М., 1973. С. 113-114.

102. Коншин Г.Г. Границы и цикличность динамического нагружения рабочей зоны земляного полотна // Сборник докладов научно-практической конференции «Колесо-рельс 2003». -М., 2003. С. 168-170.

103. Исаков A.JI. Глубокая диагностика высоких насыпей / Вестник СГУПС, вып. 17, 2007, С. 9-18.

104. Мальцев А.И., Канарейкин Б.А. Сейсмическая томография при исследовании грунтов земляного полотна на примере участка Московской ж.д. Орел-Липецк. // Железные и автомобильные дороги в условиях Сибири. — Новосибирск, СГУПС, 2006.

105. Методические рекомендации по определению состава, состояния и свойств грунтов сейсмоакустическими методами: (одобрены Главтраспроек-том). М., 1985.

106. А.Л. Исаков, Д.А. Корнеев. Анализ состояния земляного полотна железных дорог с применением объёмных геомоделей. // Известия высших учебных заведений. Строительство — Новосибирск, 2008. №1. С. 95-99.

107. А.Л. Исаков, В.И. Машуков, Д.А. Корнеев. Анализ устойчивости высоких насыпей с применением деформационного критерия разрушения. // Железные и автомобильные дороги в условиях Сибири: Сб. науч. тр. — Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2008. С. 4-28.

108. А.Л. Исаков, В.И. Машуков, Д.А. Корнеев. Деформационный подход к расчёту насыпей. // Путь и путевое хозяйство, №8, 2008. С. 39-40.

109. А.Л. Исаков, В.И. Машуков, С.П. Васильев, Д.А. Корнеев. Трёхмерная математическая модель деформирования земляного полотна // Железные и автомобильные дороги в условиях Сибири: Сб. науч. тр. — Новосибирск: Издательство СГУПСа, 2005. С. 4-24.

110. Хуан Я. X. Устойчивость земляных откосов / Пер. с англ. В. С. За-бавина. М., 1988. 240 с.

111. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика. М.: Стройиздат, 1983. 543 с.хам труба оте 1.5 с переустройством оголоаое

112. Рисунок А. 1 Схема обследованного участка на ст. Жеребцовоi §