автореферат диссертации по транспорту, 05.22.06, диссертация на тему:Прочность и деформативность железнодорожного земляного полотна из глинистых грунтов, воспринимающих вибродинамическую нагрузку

доктора технических наук
Прокудин, Иван Васильевич
город
Ленинград
год
1982
специальность ВАК РФ
05.22.06
цена
450 рублей
Диссертация по транспорту на тему «Прочность и деформативность железнодорожного земляного полотна из глинистых грунтов, воспринимающих вибродинамическую нагрузку»

Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Прокудин, Иван Васильевич

Введение

Раздел I. Существо проблемы, формулировка цели и задач исследования.

1.1. Земляное полотно как основание железнодорожного пути, воспринимающего вибродинамическую нагрузку . /б

1.2. Основные направления и результаты в исследовании влияния вибродинамического воздействия на железнодорожное земляное полотно

1.2.1. Особенности и параметры вибродинамического воздействия на земляное полотно

1.2.2. Изменение прочностных характеристик грунтов при действии вибродинамических нагрузок

1.2.3. Зависимость деформативных свойств грунтов от характера действующих нагрузок

1.2.4. Природа прочности, виды контактов и связей в глинистых грунтах.-.

1.3. Деформации железнодорожных насыпей, вызванные изменением свойств глинистых грунтов от действия поездных нагрузок

1.4. Цель и задачи исследований.

Раздел П. Натурные исследования колебательного процесса и напряженного состояния глинистых грунтов железнодорожного земляного полотна

2.1. Характеристика экспериментальных участков

2.2. Методика проведения исследований

2.2.1. Аппаратура и приборы для полевых исследований.

2.2.2. Выбор характеристик для исследований. Регистрация и обработка результатов

2.3. Влияние различных факторов на колебательный процесс грунтов земляного полотна

2.3.1. Исследование характера колебательного процесса.

2.3.2. Зависимость колебаний глинистых грунтов земляного полотна от скорости движения поездов, их типа и нагрузок на ось подвижного состава.ЮО

2. 3. 3.-Влияние конструкций верхнего строения пути и его состояния на характеристики колебательного процесса

2.4. Исследование распространения колебаний в теле полотна и за его пределам . /

2.5. Особенности напряженного состояния грунтов земляного полотна при высокоскоростном движении поездов

2.6. Теоретические основы расчета амплитуд колебаний грунтов основной площадки земляного полотна ./

Выводы

Раздел Ш. Изменение прочностных и деформативных характеристик глинистых грунтов от вибродинамической нагрузки

3.1. Моделирование работы грунта

3.1.1. Новая лабораторная установка для исследования грунтов при вибродинамических нагрузках

3.1.2. Методика подготовки и испытания грунтов

3.2. Методические эксперименты

3.2.1. Исследование влияния изменения напряженного состояния при вибродинамическом воздействии на характеристики глинистых грунтов

3.2.2. Исследование влияния порового давления на прочность и деформативность глинистых грунтов,воспринимающих виОродинамические нагрузки

3.3. Исследование влияния вибродинамического воздействия на прочностные характеристики глинистых грунтов

3.3.1. Зависимость изменения прочностных характеристик от влажности глинистых грунтов и продолжительности вибродинамического воздействия.

3.3.2. Исследование изменения сцепления и внутреннего трения в зависимости от величины вибродинамического воздействия, статической пригрузки и плотности грунта

3.4. Исследование изменения деформативности глинистых грунтов при вибродинамическом воздействии

3.4.1. Влияние продолжительности и величины вибродинамического воздействия на изменение модуля деформации

3.4.2. Зависимость изменения модуля деформации от влажности и плотности глинистых грунтов, воспринимающих вибродинамическую нагрузку

3.5. Теоретические основы изменения свойств глинистых грунтов при вибродинамическом воздействии

Выводы

Раздел 1У.Исследование несущей способности земляного полотна при вибродинамическом воздействии

4.1. Вывод основной системы уравнений теории предельного равновесия грунта}воспринимающего вибродинамическую нагрузку

4.2. Предельное равновесие грунтов земляного полотна, представленного полуплоскостью

4.2.1. Плоская задача теории предельного равновесия для связного грунта

4.2.2. Исследование влияния вибродинамического воздействия на несущую способность земляного полотна, сложенного глинистыми грунтами

4.2.3. Несущая способность земляного полотна из идеально связного грунта

4.3. Несущая способность насыпей, сложенных глинистыми грунтами

4.3.1. Основная система уравнений

4.3.2. Зависимость несущей способности железнодорожных насыпей от их размеров

4.4-, Сопоставление теоретических расчетов несущей способности земляного полотна с опытными данными

Выводы.

Раздел У. Научно-методические основы прогнозирования несущей способности и деформативности земляного полотна при вибродинамической нагрузке

5.1. Научно-методические основы прогнозирования несущей способности железнодорожного земляного полотна,сложенного глинистыми грунтами, воспринимающими зибродинамическую нагрузку

5.1.1. Последовательность определения характеристик и граничных условий для плоской задачи теории предельного равновесия

5.1.2. Решение нелинейной системы дифференциальных уравнений первого порядка методом конечных разностей . ЗЧЪ

5.1.3. Алгоритм решения задачи о несущей способности земляного полотна при действии вибродинамической нагрузки . 355 ■

5.1.4. Области применения полученных решений

5.1.5. Обоснование расчетных величин нагрузок

5.2. Прогнозирование деформаций основной площадки земляного полотна при действии вибродинамической нагрузки

5.2.1. Теоретические основы расчета деформаций

5.2.2. Определение деформаций методом послойного суммирования

5.3. Оценка экономического эффекта при проектировании земляного полотна с учетом вибродинамических нагрузок

Введение 1982 год, диссертация по транспорту, Прокудин, Иван Васильевич

Актуальность темы диссертации. Железнодорожный транспорт нашей страны был и остается важнейшей и крупнейшей составной частью единой транспортной системы. В перспективе его роль и значение не изменятся и он будет оставаться основным видом транспорта, обеспечивающим массовые грузовые и пассажирские перевозки.

При существующей значительной грузонапряженности отечественных железных дорог "Основные направления экономического и социального развития СССР по 1981-85 годы и на период до 1990 года" [I] предусматривают дальнейшее увеличение грузооборота. Возникает острая необходимость повышения провозной и пропускной способности железных дорог и особенно отдельных направлений и участков. Решать эту проблему необходимо как за счет интенсификации работы существующей железнодорожной сети, так и строительства новых дорог, на которых техническая оснащенность и интенсивность овладения перевозками будут очень высокими. Дальнейшая интенсификация эксплуатационной работы железных дорог осуществляется повышением скоростей движения грузовых и пассажирских поездов соответственно до 28-33 м/с (100-120 км/ч) и 45-56 м/с (160-200 км/ч), планируется увеличение веса поездов за счет повышения погонной нагрузки на путь и увеличение длины составов.Для этого создаются большегрузные шести- и восьмиосные вагоны с нагрузкой на ось до 230-250 кН и мощные локомотивы с нагрузками до 270-300 кН/ось.

Реализация планируемых мероприятий обуславливает значительное возрастание вибродинамических воздействий нагрузки на железнодорожный путь, включая земляное полотно. Особенно сильно оно увеличится при внедрении восьмиосных вагонов, от действия которых возникают повышенные динамические напряжения на основной площадке^и увеличивается зона их распространения по глубине с одновременным возрастанием амплитуд колебаний грунтов земляного полотна.

Современная тенденция проектирования, рассматривающая рель-сошпальную решетку, балластный слой, земляное полотно и его основание как единое целое, где составные части оказывают взаимное влияние друг на друга, требует значительного повышения уровня достоверности информации о строении, состоянии, составе и свойствах материалов верхнего строения пути и земляного полотна. В сочетании с осуществляемым и особенно предстоящим техническим оснащением железных дорог эта тенденция выдвигает жесткие требования к обеспечению надлежащей прочности и устойчивости всех конструкций железнодорожного пути, малой и по возможности равномерной их деформируемое™, высокой степени надежности функционирования системы "подвижной состав - верхнее строение пути - земляное полотно и его основание", и вместе с этим должна обеспечиваться высокая экономичность решения инженерных задач.

В настоящее время такие элементы как подвижной состав и верхнее строение пути хорошо изучены при действии динамических нагрузок. Следствием этого явились существенные изменения [115] в их конструкциях, которые естественно,отразились на работе земляного полотна, особенно сложенного глинистыми грунтами [238].В тоже время конструктивные решения земляного полотна остались практически неизменными, а состояние эксплуатируемого земляного полотна в отдельных случаях характеризуется снижением его упругих свойств и несущей способности. Опыт эксплуатации полотна и специальные наблюдения за его работой [53;150;250] убедительно показали, что с возрастанием скоростей движения и весовых норм поездов, даже при неизменных осевых нагрузках, увеличивается число больных мест в земляном полотне, сложенном глинистыми грунтами, появляются просадки пути на тех участках, на которых их ранее не было, в отдельных случаях регистрировались сплы-вы откосов. Отмеченные пороки земляного полотна в большинстве случаев являются следствием влияния вибродинамического воздействия от проходящих поездов на прочностные и деформативные характеристики глинистых грунтов. Многочисленными исследованиями,преимущественно советских ученых, неоспоримо доказано явление снижения удельного сцепления и угла внутреннего трения, однако функциональной связи этого явления с различными факторами до настоящего Бремени не установлено.

Естественно, что нельзя все виды деформаций железнодорожного земляного полотна связывать только с вибродинамическим воздействием. В конкретных условиях оно может деформироваться вплоть до разрушения под влиянием других факторов, которые в современных условиях при эксплуатации, сооружении и проектировании земляного полотна представляется возможным учесть на основании фундаментальных исследований советских ученых В.Г.Березан-цева, Б.Д.Васильева, Н.М.Герсеванова, М.Н.Гольдштейна, М.И.Горбунова-Посадов а, Б.И.Далматова, Н.Я.Денисова, К.Е.Егорова, Н.Н.Маслова, М.А.Малышева, Н.Н.Иванова, И.В.0рнатского,В.В.0хо-тина, Г.И.Покровского, В.К.Приклонского, П.А.Ребиндера,С.А.Роза, Е.М.Сергеева, О.А.Савинова, В.В.Соколовского, В,А.Флорина, Н.А.Цытовича, Г.М.Шахунянца.

Важнейшие проблемы железнодорожного земляного полотна исследованы в основополагающих работах Г.М.Шахунянца.

Значительный вклад в развитие науки о земляном полотне внесли М.Ф.Вериго, В.Ф.Бабков, А.К.Бируля, М.Н.Гольдштейн, Г.Н.ЗКинкин, И.А.Золотарь, В.Д.Казарновский, В.С.Лукьянов, К.С.Ордуянц, Н.А.Перетрухин, В.П.Пономарев, Н.А.Пузанов, М.П.Смирнов,А.Я.Ту-лаев, В.П.Титов, М.А.Фришман, Н.Я.Хархута, М.А.Чернышев,И.И.Черкасов, Т.Г.Яковлева, Е.А.Яковлева и др., а также научные сотрудники ЦНИИ МПС, ЦНИИСа Минтрансстроя, вузов МПС, инженеры институтов Главтранспроекта Минтрансстроя и Гипротранспути МПС,работники ЦП МПС и Служб пути дорог.

Наряду с отмеченным, не получили должного решения и резко обострились в последние годы вопросы, связанные с аналитической оценкой прочности и деформативности земляного полотна, воспринимающего значительные вибродинамические нагрузки. Эти вопросы оказались актуальными на действующих железнодорожных магистралях в связи с возрастанием скорости и интенсивности движения поездов, с увеличением нагрузки на ось и длины составов. Наиболее чувствительными к вибродинамическому воздействию оказались насыпи из глинистых грунтов, характеризующихся повышенной влажностью, хотя и не превышающей допускаемые пределы в соответствии с СН 449-72.

Перемещение основных объемов проектирования и строительства железных дорог на Север нашей страны и в Сибирь, т.е. в районы распространения переувлажненных грунтов, обусловливает необходимость прогнозирования прочности и деформативности земляного полотна при вибродинамических нагрузках для новостроек, особенно для тех, на которых сразу после сдачи в эксплуатацию вводится высокая грузонапряженность (БАМ, линия Сургут-Уренгой и др.).

Действующие нормативные источники [368,369,372] практически не содержат рекомендаций и указаний по определению несущей способности и деформативности глинистых грунтов земляного полотна при вибродинамическом воздействии. Исследования, выполненные

Г.М.Шахунянцем, Т.Г.Яковлевой, М.Н.Гольдштейном, Л.С.Лапидусом и др. свидетельствуют о том, что в области динамики грунтов железнодорожного земляного полотна достигнуты определенные успехи. Однако, практически нет разработок по аналитическому определению несущей способности глинистых грунтов при вибродинамическом воздействии, если не считать предложений по использованию минимальных прочностных характеристик получаемых в экспериментах с максимальными вибродинамическими нагрузками. В силу изложенного,в настоящее время появилась объективная необходимость в решении комплексной народнохозяйственной проблемы обеспечения прочности и минимальной деформативности железнодорожного земляного полотна, сложенного глинистыми грунтами, воспринимающими вибродинамическую нагрузку. Актуальность этой проблемы в настоящее время особенно возросла из-за предстоящего повсеместного введения в оборот парка большегрузных вагонов и более мощных локомотивов.

Цель работы - исследование закономерностей изменения прочностных и деформативных характеристик при действии вибродинамических нагрузок и разработка на их основе методов прогнозирования несущей способности и деформативности железнодорожного земляного полотна, сложенного глинистыми грунтами.

Общая методика исследований. Надежность и долговечность железнодорожного земляного полотна, как и любого инженерного сооружения, обеспечивается соблюдением следующих требований:ра-циональное проектирование, учитывающее современные и перспективные условия работы полотна; строительство в строгом соответствии с действующими нормативами и техническими условиями; своевременное и технически обоснованное усиление полотна при изменении эксплуатационных условий и прогнозируемом изменении состояния грунта под влиянием внешних воздействий и внутренних процес 11 — сов; тщательное текущее содержание и строгая обоснованность в периодичности проведения ремонтов. Надежность и долговечность железнодорожного земляного полотна определяются его прочностью и малой деформативностью в течение всего периода эксплуатации пути при определенных величинах действующих нагрузок.Стохастический характер внешних воздействий и отсутствие аналитической связи между отдельными факторами и несущей способностью земляного полотна обусловили выполнение настоящих исследований в виде решения отдельных взаимосвязанных задач, преследующих достижение поставленной цели:

- анализ исследований в области динамики и природы прочности глинистых грунтов - благодаря чему сформулированы основные проблемы по исследованию снижения прочности и повышения дефор-мативности глинистых грунтов при действии вибродинамических нагрузок;

- системное исследование в полевых условиях колебательного процесса и особенностей напряженного состояния земляного полотна при высокоскоростном пассажирском и грузовом движении поездов;

- экспериментальные исследования прочностных и деформатив-ных характеристик глинистых грунтов с моделированием натурных условий их работы при трехосном сжатии с целью выявления и изучения основных закономерностей их изменения при действии вибродинамических нагрузок в зависимости от различных факторов;

- расчетно-теоретическое исследование несущей способности на основе разработанных дифференциальных уравнений в зависимости от величины удельного сцепления, угла внутреннего трения, вибродинамического воздействия, чувствительности к нему глинистого грунта и в зависимости от геометрических размеров конструктивных элементов железнодорожного земляного полотна.

Научная новизна. Создана теория аналитического прогнозирования несущей способности и деформативности железнодорожного земляного полотна на основе выявленных закономерностей изменения удельного сцепления, угла внутреннего трения и модуля деформации в зависимости от вибродинамического воздействия. Эти закономерности положены в основу дальнейшего развития теории предельного равновесия, заключающегося в разработке основной системы уравнений и решении полученных на ее основе уравнений характеристик и дифференциальных соотношений, учитывающих затухание колебаний в теле полотна, действие инерционных сил и снижение прочностных характеристик глинистых грунтов под влиянием вибродинамического воздействия.

Такой подход и решение проблемы прочности и деформативности земляного полотна сложенного глинистыми грунтами при действии вибродинамических нагрузок предлагается впервые, что и определяет основную научную новизну работы.

Созданный в работе метод аналитического прогнозирования несущей способности и деформативности железнодорожного земляного полотна применим для других грунтовых сооружений и оснований с учетом конкретных особенностей их работы.

В работе впервые выявлены некоторые особенности напряженного состояния глинистых грунтов земляного полотна при высокоскоростном движении пассажирских поездов.

Практическая ценность работы заключается в разработке методик аналитического прогнозирования несущей способности и деформативности земляного полотна, сложенного глинистыми грунтами, воспринимающими вибродинамическую нагрузку и в установлении ограниченности возможности применения существующих методов оценки устойчивости полотна по фиксированным поверхностям скольжения.

Аналитическое определение несущей способности и деформатив-ности полотна может производиться в соответствии с действующими и перспективными эксплуатационным требованиями как для изучения отвлеченных объектов с целью получения научной информации для обобщения, так и для конкретных объектов с целью решения определенных инженерных задач.

Разработанная методика применима для проектируемого, строящегося и эксплуатируемого земляного полотна.

Практическую ценность представляют результаты исследований по выявлению влияния геометрических размеров конструкции земляного полотна на ее несущую способность при действии вибродинамических нагрузок.

Реализация работы. В течение пятнадцати лет работы по заданиям различных организаций МПС, Минтрансстроя, Минчермета, Мин-нефтегазпрома и Министерства Морского флота были обследованы и изучены около 40 объектов земляного полотна железных и автомобильных дорог при различных условиях с целью разработки рекомендации, а в отдельных случаях мероприятий по учету влияния вибродинамического воздействия на прочность и устойчивость земляного полотна из глинистых грунтов.

В течение ряда лет работа выполнялась по тематике, входившей в приказ Министра путей сообщения.

Выполненные по заданию Октябрьской железной дороги исследования по изучению колебательного процесса, напряженного состояния и изменения прочностных и деформативных характеристик грунтов при высокоскоростном движении поездов, позволим разработать мероприятия по стабилизации целого ряда объектов, в результате чего решен вопрос об отмене ограничений скоростей движения по-ездоЕ на отдельных важнейших участках Октябрьской железной дороги.

Основные положения по расчету несущей способности земляного полотна и его деформативности использованы проектными институтами Ленгипротранс , Ленжелдорпроект, Гипротранспуть (Ленинградский филиал) и Гипротюменьнефтегаз (Свердловский филиал) при проектировании вновь строящихся и реконструируемых железнодорожных линий.

Разработаны теоретические основы методики расчета несущей способности земляного полотна и определения его деформаций с учетом вибродинамического воздействия от проходящих поездов. Предложены указания по аналитическому прогнозированию несущей способности и методические рекомендации по прогнозированию деформаций земляного полотна из глинистых грунтов, воспринимающих повышенные вибродинамические нагрузки.

Апробация работы. Основные положения работы и отдельные вопросы докладывались и были одобрены на:

- Ш; 1У и У Всесоюзных конференциях по динамике оснований, фундаментов и подземных сооружений (Ташкент 1973,1977 и 1981 г.);

- У Всесоюзном совещании-семинаре по обмену опытом строительства в суровых климатических условиях (Тюмень, 1968 г.);

- Всесоюзном совещании Комитета по земляному полотну при научно-технических советах МПС и Минтрансстроя (Хабаровск, 1977);

- Научно-технической конференции по проблемам проектирования, строительства и эксплуатации БАМа (Ленинград, 1976 г.);

- ХУ; XIX; XX; XXI; ХХШ; ХХ1У; ХХУ; ХХУ1; ХХУП и ХХУШ Научно-технических конференциях путейцев Октябрьской железной до 15 — роги и научных сотрудников ЛИИЖТа по вопросам путевого хозяйства (Ленинград 1969,1973,1974,1975,1977,1978,1979,1980,1981 и 1982 г.);

- Научно-техническом семинаре по совершенствованию методов проектирования и строительства железных дорог в суровых климатических условиях Сибири (Москва, 1979 г.);

- Межвузовской научно-практической конференции по проблемам совершенствования перевозочного процесса на железнодорожном транспорте (Ленинград, 1979);

- Научно-техническом совещании по основным проблемам скоростного движения поездов на железных дорогах СССР (Москва,1977г.);

- Научно-практической конференции по современным методам определения механических характеристик слабых грунтов (Ленинград, 1978 г.);

- Научно-техническом семинаре по рациональным фундаментам в условиях слабых грунтов (Ленинград, 1979 г.);

- Координационном совещании по динамическим свойствам грунтов и сейсмостойкости гидротехнических сооружений (Ленинград, 1969 г.);

- ХХП научно-технической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения В.И.Ленина (Ленинград, ЛИИЖТ, 1970 г.);

- Научно-технической конференции по динамической устойчивости железнодорожных насыпей (Москва, 1982 г.).

Заключение диссертация на тему "Прочность и деформативность железнодорожного земляного полотна из глинистых грунтов, воспринимающих вибродинамическую нагрузку"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

На основании проведенных теоретических разработок и экспериментальных полевых и лабораторных исследований получены следующие основные выводы.

1. Многолетние инструментальные наблюдения в натурных условиях за работой земляного полотна, сложенного глинистыми грунтами, свидетельствуют о прямопропорциональной связи между деформированиемполотна и скоростями движения поездов. Для высокоскоростных железных дорог одной из основных причин деформирования и разрушения полотна является снижение прочностных и деформативных характеристик глинистых грунтов под влиянием вибродинамических нагрузок.

2. Комплекс полевых исследований по изучению распространения колебаний в теле полотна и за его пределами, включающий около 14 ООО реализаций колебательного процесса, позволил установить аналитическую зависимость 2.10,связывающую амплитуду колебаний с'диссипативными и поглощающими свойствами грунта.

3. Исследованиями особенностей напряженного состояния земляного полотна при высокоскоростном движении поездов впервые выявлен высоким уровань горизонтальных напряжений. Эти напряжения', возрастая с повышением скорости движения поездов, обуславливают возрастание горизонтальных амплитуд колебаний в направлении перпендикулярном оси пути, что приводит к увеличению вибродинамического воздействия на грунты земляного полотна.

4. Возрастание скоростей движения поездов вызывает увеличение амплитуд колебаний грунтов земляного полотна, которые достигают максимальной величины при скорости около 50 м/с

180 км/ч). Для железнодорожного полотна впервые установлено, что в пределах от 50 до 60 м/с (180-220 км/ч) наблюдается стабилизация амплитуд, которая объясняется снижением динамических вертикальных сил, вызванных местными неровностями колеса и рельса в условиях высокоскоростного пассажирского движения поездов.

5. Впервые получены уравнения связи между вертикальными и горизонтальными колебаниями, а также аналитическое решение 2.22 для определения амплитуд вертикальных колебаний, которые прямо пропорциональны пульсации вертикальных напряжений и коэффициенту поперечной упругой деформации, но обратно пропорциональны модулю упругости. Совокупность полученных уравнений обеспечивает аналитический расчет колебаний глинистых грунтов земляного полотна.

6. Многолетние исследования изменений прочностных и дефор-мативных характеристик глинистых грунтов под влиянием вибродинамической нагрузки позволили установить закономерности их изменения, определяемые формулами 3.30; 3.31 и 3.33. Эти закономерности являются основой для расчета несущей способности земляного -полотна, сложенного глинистыми грунтами, воспринимающими вибродина ми ч е ску ю на г ру з к у.

7. В результате экспериментальных исследований установлены максимальные значения показателей относительного снижения сцепления ( Кс ), угла внутреннего трения ( ) и модуля деформации (Кб) для широко распространенных глинистых грунтов различного состояния. Эти данные,отражающие чувствительность грунтов к вибродинамической нагрузке, приведены в таблицах 3.2 и 3.3 и позволяют в большинстве случае отказаться от продолжительных лабораторных испытаний грунтов с целью получения необходимых сведений для расчета несущей способности земляного полотна.

8. Грунты полутвердой консистенции, по действующим норма;.: практически не имеющие ограничений для использования в железнодорожном земляном полотне, характеризуются высоким снижением прочностных и деформативных характеристик, отличающихся от максимальных значений всего на 6-8%, что обуславливает деформироI вание и разрушение полотна в реальных условиях.

9. На основе выявленных закономерностей 3.30; 3.31 и 3.33 впервые сформулирована и решена задача теории предельного равновесия для глинистых грунтов железнодорожного земляного полотна, находящегося под воздействием вибродинамической нагрузки.

10. Впервые получены: основная система квазилинейных дифференциальных уравнений гиперболического типа 4.29 и 4.30; уравнения характеристик 4.58; 4.59 и дифференциальные соотношения вдоль них 4.64, учитывающие действие сил инерции, загасание колебаний по телу полотна и снижение прочностных характеристик глинистых грунтов под воздействием вибродинамической нагрузки. С помощью уравнений 4.58; 4.59 и 4.64 решен широкий круг инженерных задач. Полученные решения позволили установить зависимость несущей способности земляного полотна от его геометрических размеров, начальных и граничных условий, от свойств грунта и величины вибродинамического воздействия.

11. Несущая способность железнодорожных насыпей под действием вибродинамичеокой нагрузки существенно снижается при уменьшении заложения откоса с 1:3 до 1:1,5. При этом, наибольшее относительное снижение достигается в горизонтальной плоскости при откосах 1:1,5 и составляет 80%, что резко осложняет работу насыпи.

12. Положение линии скольжения в теле земляного полотна зависит преимущественно от величины вибродинамических нагрузок, чувствительности к ним глинистых грунтов и от их прочностных характеристик. Определение несущей способности полотна по постоянным поверхностям скольжения в подавляющем большинстве случаев обуславливает неточность расчета, так как при этом не учитывается изменение поверхности скольжения в зависимости от названных факторов. Эти неточности устраняются при расчетах по формулам 4.58; 4.59 и 4.64.

13. Результаты расчетов несущей способности земляного полотна из глинистых грунтов, воспринимающих вибродинамическую нагрузку, имеют хорошую сходимость с натурными данными по величине предельных напряжений и по положению поверхностей смещения грунта.

14. Выполненные исследования позволили разработать следующие методики: а) указания по расчету несущей способности земляного полотна, сложенного глинистыми грунтами, воспринимающими повышенную вибродинамическую нагрузку; б) методические рекомендации по прогнозированию деформаций эксплуатируемого земляного полотна при вибродинамическом воздействии от поездной нагрузки.

Библиография Прокудин, Иван Васильевич, диссертация по теме Железнодорожный путь, изыскание и проектирование железных дорог

1. Материалы ХХУ1 съезда КПСС. М., Политиздат. - 223 с.1. КНИГИ

2. Адлер Ю.Г., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных параметров. Наука, 1971. -224 с.

3. Алабужев П.М. Лекции по основам теории подобия и моделирования. Издательство Сибирского филиала АН СССР. Новосибирск, 1968. 35 с.

4. Арнольд В.И. Обыкновенные дифференциальные уравнения. Наука, 1971. 240 с.

5. Баркан Д.Д. Расчет и проектирование фундаментов под машины с динамическими нагрузками. Госстройиздат, 1938. 284 с.

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

7. Баркан Д.Д. Устройство оснований и сооружений с применением вибрирования. Машстройиздат, 1949. 120 с.

8. Баркан Д.Д. Виброметод в строительстве. М., Госстройиздат, 1959. 315 с.

9. Безрук В.М. Укрепление грунтов. Автотрансиздат, 1965. 340 с.

10. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. Гостехтеориздат, 1954. -856 с.

11. Белзецкий С.И. Статика сыпучих тел и расчет подпорных стенок. В книге "Статика сооружений", том I, вып.1, 1914. 112 с.

12. Березанцев В.Г. Расчет оснований сооружений. Издательство литературы по строительству, 1970. 207 с.

13. Бибер A.A. Вибрографы с гальванометрической регистрацией.

14. Госэнергоиздат, i960. 88 с.

15. Бишоп А., Хенкель Д. Определение свойств грунтов в трехосных испытаниях. Госстройиздат, 1967. 231 с.

16. Бромберг Е.М., Вериго М.Ф., Данилов В.Н., Фришман М.А. Взаимодействие пути и подвижного состава. Трансжелдориздат, 1956.280 с.

17. Веников В.А. Теория подобия и моделирование. Высшая школа,1966. 487 с.

18. Глинка H.JI. Общая химия. JI., изд.Химия, 1976. 711 с.

19. Вериго М.Ф., Крепкогорский C.Ö. Общие предпосылки для корректировки правил расчета железнодорожного пути на прочность и предложения по изменению этих правил. Труды ЦНИИ МПС, вып.466. М., "Транспорт", 1972. 50 с.

20. Владимиров B.C. Уравнения математической физики. М., Наука,1967. 435 с.

21. Вознесенский С.А. Исследование эксплуатационной надежности железнодорожных насыпей. Воронеж, Издательство Воронежского университета, 1974. III с.

22. Волобуев С.К. Обвалы и исправления насыпи. СПб., 1906. 364 с.

23. Выгодский М.Я. Справочник по элементарной математике. Наука, 1974. 416 с.

24. Вялов С.С. Реологические основы механики грунтов. Высшая школа, 1978. 447 с.

25. Гениев Г.А. Вопросы динамики сыпучей среды. М., Госиздательство литературы по строительству и архитектуры, 1958. 121 с.

26. Герсеванов Н.М. Расчет фундаментов гидротехнических сооружений. Труды ГУГС ВСНХ, 1923. 104 с.

27. Голицын Б.Б. Избранные труды. Том П. Сейсмология. Изд-во АН СССР, i960. 460 с.

28. Гольдштейн М.Н. Механические свойства грунтов (основные компоненты грунта и их взаимодействие). Том П, Стройиздат,1973, 375 с.

29. Гольдштейн М.Н, Механические свойства грунтов (напряженно-деформативные и прочностные характеристики). Стройиздат,1979.-304 с.

30. Гопкинс Г. Динамические неупругие деформации металлов. Мир, 1964. 159 с.

31. Горбунов-Посадов М.И., Кречмер В.В. Графики для расчета устойчивости фундаментов. М., Госстройиздат, 1951. 54 с.

32. Горбунов-Посадов М.И., Маликова Т.А. Расчет конструкций на упругом основании. Стройиздат, 1953. 516 с.

33. Горькова И.М. Структурные и деформационные особенности осадочных пород различной степени уплотнения и литификации. Наука, 1965. 128 с.

34. Гришин М.М. Гидротехнические сооружения. М., Госстройиздат, 1962. 763 с.

35. Далматов Б.И. Расчет оснований зданий и сооружений по предельным состояниям. Стройиздат, 1968. 141 с.

36. Двайт Г.Б. Таблицы интегралов и другие математические формулы. Наука, 1978. 224 с.

37. Дерягин Б.В. Физика упругих волн. Прикладная геофизика. Вып.2. М.-Л., 1934. 190 с.

38. Дженике Э.В. Складирование и выпуск сыпучих материалов. Мир, 1968. 164 с.

39. Долгополов Н.Г., Карбовский Г.С. Вибрационная машина для испытания мостов. Сообщение № 32 НИИ мостов при ЛИИЖТе. Тран-сжелдориздат, 1956. 12 с.

40. Езекиэл И., Факс К. Методы анализа корреляции и регрессии линейных и криволинейных. Статистика, 1966. 558 с.

41. Завриев К.С. Динамика сооружений. Трансжелдориздат, 1946. -288 с.

42. Зенкевич O.K. Метод конечных элементов в технике. Мир, 1975.541 с.

43. Зимон А.Д. Адгезия пыли и порошков. Изд.Химия, 1967. 372 с.

44. Иванов H.H., Пузаков H.A., Броздо В.И., Яковлев Ю.Н. Расчет и испытание нежестких дорожных одежд. Высшая школа, 1971.99 с.

45. Иванов П.Л. Разжижение песчаных грунтов. M.-JI., Госэнерго-издат, 1962. 260 с.

46. Иванов П.Л. Разжижение и уплотнение несвязных грунтов при динамических воздействиях. Издание ЛПИ, 1978. 50 с.

47. Иориш Ю.И. Виброметрия. Госнаучтехиздат машиностроительной литературы, 1963. 771 с.

48. Коншин Г.Г., Титов В.П., Хромов В.И., Наумова Н.В. Напряжения и упругие деформации в земляном полотне под воздействием поездов. Труды ЦНИИ МПС, вып.460, "Транспорт", 1972, -128 с.

49. Коровкин П.П. Математический анализ. Просвещение,1974. 400 с.

50. Красников Н.Д. Динамические свойства грунтов и методы их определения. Стройиздат, 1970. 240 с.

51. Кривисский A.M. Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд по местному предельному равновесию. Автотрансиздат, 1968. 76 с.

52. Крылов А.Н. Лекции о приближенных вычислениях. М.-Л., Изд-во АН СССР, 1935. 198 с.

53. Курдюмов В.И. К вопросу о сопротивлении естественных оснований. СПб., 1891. 37 с.

54. Лапидус Л.С. Несущая способность основной площадки железнодорожного земляного полотна. Транспорт, 1978. 123 с.

55. Лебедев А.Ф. Почвенные и грунтовые воды. Изд.АН СССР, 1936. -316 с.

56. Луговой П.А., Дыпин Л.Г. Технико-экономические расчеты при реконструкции железных дорог. Транспорт, 1963. 247 с.

57. Лысюк B.C., Поздняков Б.И., Титов В.П. Методы расчета несущей способности основной площадки эксплуатируемого земляного полотна. Труды ВНИИЖТа, вып.451. Транспорт, 1971. НО с.

58. Малышев М.В., Федоров И.В. Пластические и упругие задачи при расчете оснований. Доклады к У международному конгрессу по механике грунтов и фундаментов. Госстройиздат, 1961 264 с.

59. Маслов H.H. Прикладная механика грунтов. Машстройиздат, 1949.327 с.

60. Маслов H.H. Условия устойчивости водонасыщенных песков. Гос-энергоиздат, 1959. 328 с.

61. Минцковский М.Т. О некоторых вопросах плоской задачи устойчивости оснований сооружений. Изд-во АСиАУССР. Киев, 1962.26 с.

62. Михлин С.Г. Курс математической физики. М., Наука, 1968. -575 с.

63. Мэнли Р. Анализ и обработка записей колебаний. Изд-во машиностроение, 1972. 367 с.

64. Осипов Ю.Б. Исследование глинистых суспензий, паст и осадков в магнитном поле. Изд-во МГУ, 1968. 158 с.

65. Оуэн Д.Б. Сборник статистических таблиц. Вычислительный центр АН СССР, 1966. 586 с.

66. Панов Д.Ю. Численное решение квазилинейных гиперболических систем дифференциальных уравнений в частных производных. Гос66