Обоснование конструктивно-технологических решений упрочнения слабых оснований земляного полотна скоростных железнодорожных магистралей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.06, кандидат наук Уланов Иван Сергеевич

• Уланов Иван Сергеевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Уланов Иван Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ НАУЧНЫХ ИСЛЕДОВАНИЙ, ОТЕЧЕСТВЕННОГО И ЗАРУБЕЖНОГО ОПЫТА ПО ПРОБЛЕМАМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА СКОРОСТНЫХ МАГИСТРАЛЕЙ НА СЛАБЫХ ОСНОВАНИЯХ

1.1 Некоторые мировые тенденции технологического развития высокоскоростных магистралей в связи с перспективой запуска отечественных проектов

1.2 Отечественные и зарубежные подходы при постановке задачи обеспечения стабильности земляного полотна на слабом основании при возведении скоростных магистралей

1.3 Анализ научных представлений об особенностях свойств глинистых грунтов с точки зрения возможности их технологической обработки

1.4 Современные тенденции развития методов обеспечения стабильности земляного полотна на слабых основаниях высокоскоростных дорог

1.5 Теоретические подходы и методы конструирования композиционных материалов

1.6 Постановка цели и задач исследования

1.7 Выводы по главе

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И ПРЕДПОСЫЛОК ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА КОНСОЛИДАЦИИ КОМПОЗИТНОГО СЛАБОГО ОСНОВАНИЯ

2.1 Аналитические подходы, определяющие условия эффективной работы конструкции: сваи-межсвайный массив слабого грунта

2.2 Модели деформационного поведения и аналитические методы определения осадки слабых грунтов

2.3 Обоснование выбора метода моделирования и расчета консолидации слабого основания, усиленного свайными конструкциями

2.4 Конструктивные и технологические особенности композитных конструкций со сваями различных типов

2.5 Обоснование параметров гибкого ростверка для усиления слабых оснований земляного полотна скоростных магистралей

2.6 Выводы по главе

ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ И

КОНСОЛИДАЦИИ КОМПОЗИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

3.1 Расчетно- прогнозный принцип проектирования земляного полотна ВСМ на слабом основании по I группе предельных состояний

3.2 Расчетно- прогнозный принцип проектирования земляного полотна ВСМ на слабом основании по II группе предельных состояний

3.3 Определение параметров осадки насыпи скоростных магистралей и времени консолидации основания в зависимости от характеристик грунта основания

3.4. Прогнозные параметры времени консолидации основания в зависимости от характеристик грунта основания

3.5. Описание исходных данных для выполнения численного моделирования

3.6. Моделирование осадки земляного полотна в период эксплуатации ВСМ

3.7. Результаты расчета земляного полотна скоростных магистралей на слабых основаниях с различными типа свайного усиления

3.8 Выводы по главе

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ УСИЛЕНИЯ СЛАБОГО ОСНОВАНИЯ С УЧЕТОМ ТЕХНИЧЕСКИХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

4.1 Оценка технической эффективности использования КТР для усиления слабого основания

4.2 Оценка экономической эффективности предложенных конструктивно-технологических решений

4.3 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование конструктивно-технологических решений упрочнения слабых оснований земляного полотна скоростных железнодорожных магистралей»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. За последние десятилетия развитие скоростных (СМ) и высокоскоростных магистралей (ВСМ) стало одним из направлений модернизации структуры мировых пассажирских перевозок, когда благодаря сокращению времени в пути ВСМ отвоевывает сегменты рынка у авиационных и автомобильных компаний.

В России с ее огромными географическими масштабами, высокой неравномерностью заселения территорий проблема слабого развития транспортной инфраструктуры стала одной из причин, сдерживающих переход на качественно более высокий уровень общественного уклада.

Актуальность проблемы развития скоростного и высокоскоростного железнодорожного сообщения в Российской Федерации подтверждена в государственных программных документах: Транспортной стратегии Российской Федерации на период до 2030 г. и Стратегии развития железнодорожного транспорта на период до 2030 г.

Одна из главных задач при осуществлении проектов строительства магистралей состоит в решении проблемы надежности земляного полотна на слабых основаниях, обусловленной тем, что задача прогнозирования осадки во времени слабого основания дорог - одна из наиболее сложных в обосновании конструкции и методологии проектирования и эксплуатации земляного полотна. Для решения этой задачи актуален комплекс современных инструментов - моделирования и численного расчета сложных конструкций: слабых оснований с усиливающими элементами.

Степень разработанности темы. Научно-технологические и методические разработки, исполненные в диссертации, основаны на трудах отечественных и зарубежных ученых по проблемам:

- обоснования конструкции, моделирования и мониторинга земляного полотна: Яковлевой Т.Г., Ашпиза Е.С. (МИИТ), Исакова А.Л., Смолина

Ю.П. (СГУПС), Кемпферта Х.-Г. (Университет г. Кассель, ФРГ), Рейтеля М. (Институт геотехники, г. Кассель, ФРГ);

- методологии проектирования и эксплуатации земляного полотна: Шахунянца Г.М., Виноградова В.В., Коншина Г.Г. (МИИТ), Дыдышко П.И. (ВНИИЖТ), Колоса А.Ф., Прокудина И.В. (ПГУПС), Доброва Э.М. (МАДИ), Казарновского В.Д., Кузахметовой Э.К. (МИИТ), Ефименко В.Н. (ТГАСУ);

- грунтоведения: Трофимова В.Т., Королева В.А., Вознесенского Е.А., Зиангирова Р.С. (МГУ);

- геотехники: Улицкого В. М. (ПГУПС), Шашкина А. Г. (ООО «ПИ Геореконструкция»), Трубецкого К.Н. (ИПКОН АН РФ); З.Г.Тер-Мартиросяна (МГСУ), проф. Р.А. Мангушева (СПбГАСУ), А.И. Полищука (КГАУ),

- технологии и механизации сооружения земляного полотна: Недорезова И.А., Жорняка С.Г., Орлова Г.Г., (ЦНИИС), Луцкого С.Я., Спиридонова Э.С., Долгова Д.В. (МИИТ), Хархуты Н.Я. (СПбГПУ) и других известных ученых.

Цель работы - обоснование рациональных конструктивно-технологических решений упрочнения слабых оснований земляного полотна скоростных магистралей с учетом требований по ограничению максимальной остаточной деформации в эксплуатационный период. Задачи работы

1. Оценить возможность применения существующих методов расчета деформаций и времени консолидации земляного полотна на слабых основаниях, сложенных переувлажненными глинистыми грунтами в условиях эксплуатации СМ; обосновать необходимость новой методики моделирования расчета осадки земляного полотна СМ, усиленного различными конструкциями;

2. Определить специфику деформаций земляного полотна скоростных магистралей на слабых основаниях, усиленных композитными свайными конструкциями в строительный и эксплуатационный периоды;

3. Определить влияние эксплуатационных нагрузок скоростных магистралей и физико-механических характеристик переувлажненных глинистых грунтов на параметры напряженно-деформированного состояния насыпей, усиленных различными конструкциями;

4. Обосновать сроки реализации конструктивно-технологических решений на конкретных участках усиления слабых оснований земляного полотна с учетом динамики консолидации и времени выдержки земляного полотна;

5. Выполнить техническое и экономическое обоснование рациональных конструктивно-технологических решений упрочнения слабого основания земляного полотна на примере проектной документации ВСМ "Москва - Казань".

Объект исследования - земляное полотно скоростных магистралей на слабых основаниях.

Предмет исследования - процессы влияния конструктивно-технологических решений на стабильность и консолидацию земляного полотна скоростных магистралей на слабых основаниях.

Научная новизна работы включает положения:

1. предложен и реализован расчетно-прогнозный принцип проектирования земляного полотна с допустимой для скоростных магистралей динамикой деформаций в период консолидации и эксплуатации;

2. обоснованы параметры усиления переувлажненных глинистых грунтов композитными конструкциями с бетонными, песчаными и грунто-цементными усиливающими элементами, обеспечивающими повышение стабильности оснований земляного полотна;

3. разработана методика расчета осадок слабых оснований земляного полотна с уточнением модели процессов фильтрации жидкостей в переувлажненных грунтах;

4. определена область применения и дана оценка влияния способов усиления земляного полотна скоростных магистралей различными конструкциями на изменение прочностных и деформативных характеристик слабого глинистого грунта основания;

5. определено влияние деформаций отдельных элементов земляного полотна (тела насыпи, гибкого ростверка и композитной свайной конструкции) на общую величину осадки в период эксплуатации;

6. выбор технически и экономически рациональных конструктивно-технологических решений упрочнения слабых оснований земляного полотна подтвержден экспериментальными расчетами и внедрением в проектной документации скоростных магистралей.

Теоретическая значимость исследования

1. Установлены и обоснованы особенности консолидации слабых грунтов в основании земляного полотна скоростных и высокоскоростных магистралей;

2. Разработана методика расчета деформаций земляного полотна на слабых основаниях с применением численного моделирования при индивидуальном проектировании участков скоростных магистралей;

3. Уточнены закономерности консолидации слабых глинистых грунтов с учетом нелинейного изменения коэффициента фильтрации в процессе уплотнения слабых грунтов в основании земляного полотна скоростных магистралей.

Практическая значимость подтверждается тем, что:

1. решены практические задачи обоснования проектных параметров усиления слабых оснований земляного полотна скоростных магистралей, подтвержденные численным моделированием в период консолидации и эксплуатации;

2. определено влияние физико-механических характеристик слабых глинистых грунтов в композитной конструкции основания на величину деформации и время консолидации земляного полотна;

3. показано, что предложенные конструкции упрочнения оснований повышают качественные показатели земляного полотна и снижают время консолидации слабых грунтов, определены значения времени выдержки земляного полотна до укладки верхнего строения пути, что имеет принципиальное значение при проектировании скоростных магистралей;

4. разработаны рекомендации по назначению различных типов упрочнения слабых оснований, сложенных переувлажнёнными глинистыми грунтами на скоростных магистралях с учетом ограничений деформаций земляного полотна в период эксплуатации;

5. определен экономический эффект применения технологий упрочнения слабых оснований с учетом требований эксплуатации скоростных магистралей.

Методология и методы исследования

1. Теоретический анализ и систематизация решений, применяемых в численном моделировании работы конструкции: сваи-межсвайный массив слабого грунта под нагрузками скоростных магистралей;

2. Моделирование деформационного поведения грунтов и аналитические методы определения осадки слабых грунтов;

3. Системный подход при учете технических и экономических факторов эффективности принимаемых технических решений для земляного полотна скоростных магистралей.

Положения, выносимые на защиту

1. Концепция разработки конструктивно-технологических решений упрочнения слабых оснований земляного полотна скоростных магистралей в виде устройства композитных конструкций, обеспечивающих жесткие ограничения по размерам и срокам завершения осадок;

2. Методы обоснования параметров композитных свайных конструкций упрочнения и ускорения консолидации слабых оснований земляного полотна для безбалластного и балластного верхнего строения пути скоростных и высокоскоростных железнодорожных магистралей;

3. Оценка влияния конструкции и условий эксплуатации земляного полотна скоростных магистралей на физико-механические характеристики, величины осадки и время консолидации переувлажненных глинистых грунтов на основе численного моделирования системы «сваи-межсвайное пространство-гибкий ростверк»;

4. Методы индивидуального проектирования ЗП на слабых грунтах при разработке проектной документации скоростных и высокоскоростных магистралей;

5. Оценка экономической эффективности вариантов КТР ускорения консолидации слабых грунтов основания ЗП скоростных магистралей.

Достоверность результатов исследования обусловлена:

1. применением современных методов расчета и сертифицированных программных комплексов при численном моделировании процессов консолидации грунтов;

2. обоснованностью выбора моделей изменения свойств слабых грунтов и назначением граничных условий по требованиям эксплуатации скор магистралей;

3. внедрением результатов в проектную документацию, соответствием результатов исследования нормативным требованиям и данным инженерных изысканий, выполняемых для скоростных магистралей.

Апробация результатов

Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждены и одобрены: на заседаниях кафедры «Проектирование и строительство железных дорог» Института пути, строительства и сооружений РУТ (МИИТ), Москва в 2019 году, Международной научно-практической конференции «Менеджмент качества, транспортная и информационная

безопасность, информационные технологии» 24-30 сентября 2017г, Санкт-Петербург; Всероссийской межвузовской конференции «Современное состояние, проблемы и перспективы развития отраслевой науки» 23-24 ноября 2017г. Москва; Международной научно-технической конференции «Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожного пути», в 2017 - 2019 годах.

Результаты исследования использованы АО «Мосгипротранс» при разработке проектной документации по разделу «Проект организации строительства» и АО «Скоростные магистрали» по разделу «Земляное полотно для безбалластного верхнего строения пути» участка ВСМ-2 «Москва - Казань». По проектной документации получены положительные заключения ФАУ «Главгосэкспертиза России».

Получены патенты № 2681722 «Устройство для безосадочных насыпей высокоскоростных магистралей» и №2681179 «Устройство для земляного полотна высокоскоростных магистралей на участках с развитием карстово-суффозионных процессов».

Публикации: основные положения диссертационной работы опубликованы в 9 печатных работах, в том числе 5 - в рецензируемых научных изданиях, 1 - в международном издании, индексируемом Scopus, 3 - в других изданиях; получены 2 патента Российской Федерации на изобретения.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка сокращений и условных обозначений, списка использованных источников, четырех приложений. Диссертация представлена на 246 страницах, основной текст изложен на 229 страницах, включает в себя 46 таблиц, 99 рисунков. Список литературы включает 127 наименований.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ НАУЧНЫХ ИСЛЕДОВАНИЙ, ОТЕЧЕСТВЕННОГО И ЗАРУБЕЖНОГО ОПЫТА ПО ПРОБЛЕМАМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА СКОРОСТНЫХ МАГИСТРАЛЕЙ НА СЛАБЫХ ОСНОВАНИЯХ

1.1 Некоторые мировые тенденции технологического развития высокоскоростных магистралей в связи с перспективой запуска

отечественных проектов

Под термином скоростные магистрали (высокоскоростные магистрали, high-speed railway), понимаются как железные дороги, так и автодороги, хотя термин высокоскоростные магистрали соотносят, как правило, с железными дорогами. Высокоскоростная железнодорожная магистраль - разновидность железнодорожного транспорта, скорость движения которого, как правило, превышает 200 км/ч, и может достигать скоростей 400 км/ч и более [31].

За последние десятилетия развитие высокоскоростных магистралей (ВСМ) стало одним из направлений модернизации структуры мировых пассажирских перевозок, когда благодаря сокращению времени в пути ВСМ отвоевывает сегменты рынка у авиационных и автомобильных компаний.

Высокими темпами растет протяженность ВСМ в мире (рисунок 1.1), прежде всего, в Китае и Европе (рисунок 1.2). Как показывает опыт таких стран, как Бельгия, Англия, Китай, Франция, Германия, Италия, Япония и других, строительство ВСМ экономически оправдано в местах с высокой плотностью населения, несмотря на довольно высокую их стоимость [57].

протяженность, км Строится, км Планируется, км

*•* РЕСПУБЛИКА КОРЕЯ 708 412

США 1139 777

U ИТАЛИЯ 1 269 125 221

ГЕРМАНИЯ 2142 466 324

ЕЯ ТУРЦИЯ 2915 469 1 758

• ЯПОНИЯ 3 662 779 179

1 ФРАНЦИЯ 5 200 757 | 2 407

ИСПАНИЯ 5 525 1 308 1702

Ш КИТАЙ 32 348 15300 7 571 3 777

» ДРУГИЕ СТРАНЫ 9 566 1052 5 726

Рисунок 1.1 - Протяженность ВСМ в мире

320-350 км/ч 300 км/ч 250-280 км/ч 200-230 км/ч I <200 км/ч Строящиеся Рисунок 1.2 - Высокоскоростные магистрали стран Европы

С технической точки зрения, ВСМ ставят качественно более высокие задачи по широкому кругу направлений, среди которых одно их главных -проблемы проектирования земляного полотна на слабых основаниях.

Слабые грунты широко представлены в реализованных и проектируемых ВСМ Китая, Индии, европейских стран и в других регионах мира.

Глинистые грунты, составляющие основу слабых грунтов, обладают рядом уникальных характеристик, что делает проблему использования их в природных основаниях земельного полотна ВСМ многогранной и комплексной, требующей развития научных, технологических, методических и иных задач. По этим причинам проблема научного обоснования и выбора технологических решений в системе «земляное полотно - слабое основание ВСМ» приобрела общемировой статус и стала предметом исследования

многих специалистов китайских, европейских и иных стран. Таким образом, без решения указанной проблемы невозможно создание современных ВСМ.

Система «земляное полотно - слабое основание ВСМ», как композиция техногенных (земляное полотно) и природно-техногенных сред (слабое основание), исследуются в настоящей работе.

Объект настоящего исследования - земляное полотно скоростных магистралей на слабых основаниях. В качестве примера будут рассматриваться условия трассы ВСМ «Москва - Казань».

В нашей стране с ее огромной территорией и крайне слабой транспортной связанностью регионов потребность в создании современной инфраструктуры представляет одну из первостепенных государственных задач. Пока опыт развития отечественных ВСМ ограничен железнодорожной трассой «Москва - Санкт-Петербург», в стадии активной проработки находится ВСМ «Москва - Казань» (рисунок 1.3).

МОСКВА \

КАЗАНЬ

Рисунок 1.3 - Схема маршрута ВСМ «Москва-Казань» (соединение

регионов) [57]

В 2015 году ОАО «РЖД» приступило к практической реализации пилотного проекта строительства ВСМ «Москва - Казань» со среднесрочной перспективой продления до Екатеринбурга и более отдаленной - до Пекина. Основные показатели ВСМ «Москва - Казань» [2]:

1. протяженность - 770 км;

2. максимальная скорость движения поезда - 400 км/ч;

3. создание новых рабочих мест - 370 тыс.;

4. ежегодный пассажиропоток - от 10,5 млн. человек в первый год до 17 млн. человек к 2030 году.

1.2 Отечественные и зарубежные подходы при постановке задачи обеспечения стабильности земляного полотна на слабом основании при возведении скоростных магистралей

Необходимо отметить, что в силу ограниченного отечественного опыта проектирования, возведения и эксплуатации ВСМ многие принципиальные вопросы, касающиеся задач, поставленных в диссертации, не отражены в достаточной степени в нормативной и научно-технической отечественной литературе. С учетом того, что зарубежный опыт проектирования, возведения и эксплуатации ВСМ, опирающийся на широкую практику реализации проектов, в определенном плане превосходит отечественный опыт, возникает проблема соотношения и взаимоотношения отечественных и зарубежных подходов. Концептуально нами принято решение о приоритете отечественного опыта проектирования ВСМ, имея в виду отечественные научные, методические, конструктивно-технологические подходы и практические решения по возведению и эксплуатации железных и автомобильных дорог. Кроме того, значительный интерес при решении задач обеспечения стабильности земляного полотна на слабом основании при

возведении скоростных магистралей представляют геомеханические подходы, предлагаемые сильной отечественной школой.

В то же время, зарубежный опыт представляет смысл рассмотреть, как подтверждённые современной практикой наработки в области методических и конструктивно-технологических решений ВСМ.

Следует отметить, что принятая нами схема совместного рассмотрения методов стабилизации земляного полотна на слабом основании как железных, так и автомобильных дорог имеет как положительные, так и отрицательные стороны. К положительным сторонам относится обобщение опыта проектирования и возведения этих дорог, к отрицательным -терминологические, методологические и иные расхождения, обусловленные сложившейся практикой употребления понятий и иными причинами.

Терминологические расхождения относятся к понятиям, используемым в научно-методической литературе и при проектировании железных и автомобильных дорог в отношении природных оснований земляного полотна в случае, когда эти основания находятся в сложных инженерно-геологических условиях, определяемых в нормативной литературе, как наличие в земляном полотне или его основании специфических грунтов и (или) риска возникновения (развития) опасных геологических процессов и явлений на территории, по которой проходит высокоскоростная железнодорожная магистраль [71].

Так, в нормативной литературе по проектированию земляного полотна железных дорог в отношении природных оснований в сложных инженерно-геологических условиях употребляется термин «слабые основания». К ним относят мокрые естественные основания, сложенные переувлажненными грунтами, насыпи на которых могут иметь осадки, значительные по величине и неравномерные во времени, а также терять устойчивость (таблица 1.1). Для предотвращения деформаций необходимо предусматривать специальные конструктивные решения [74].

Особенностью проектирования земляного полотна скоростных магистралей, в отличие от обычных железных дорог, является необходимость обеспечения требуемого уровня остаточных деформаций в уровне основной площадки в эксплуатационный период. Для ВСМ, сооружаемых с применением безбалластного верхнего строения пути, максимальная величина осадки в период эксплуатации должна составлять не более 15 мм за весь период эксплуатации, для ВСМ на балласте - допускается остаточная деформация 100 мм, с интенсивностью не более 10 мм в год [78].

Таблица 1.1 - Характеристика основания земляного полотна железных дорог

Тип основания Характеристика основания

1. Сухое Условия для поверхностного стока хорошие; глинистые грунты на глубине до 1 м имеют влажность не более Wp + 0,25 1р, грунтовые воды отсутствуют или залегают на глубине более 2 м от поверхности земли

2. Сырое Условия для поверхностного стока плохие; грунты водонасыщенные песчаные, глинистые; глинистые грунты в предморозный период имеют влажность на глубине до 1 м от Wp + 0,25 1р до Жр + 0,75 1р , а уровень грунтовых вод— на глубине более 1 м от поверхности земли; признаки поверхностного заболачивания

3. Мокрое Поверхностный сток отсутствует; грунты глинистые, торфы, илы, сапропели; глинистые грунты в предморозный период имеют влажность на глубине до 1 м, равную Жр + 0,75 1р и более, а уровень грунтовых вод — на глубине до 1 м; имеются выходы грунтовых вод на поверхность земли или длительно стоящие (более 20 суток) поверхностные воды

Очевидно, понятия «слабые основания» и «слабые грунты» в приведенных формулировках не идентичны, и между ними имеется определенная разница, состоящая в том, что:

1. под понятие «слабые грунты» подпадают глинистые грунты, а понятие «слабые основания» относится, прежде всего, к переувлажненным грунтам, что предполагает более широкий диапазон типов грунтов -водонасыщенные песчаные, глинистые и др.;

2. выделение в понятии «слабые основания» фактора переувлажнения грунта, как доминирующего, может означать, что параметры влагосодержания, водообмена грунтового массива основания с пограничными грунтовыми средами имеют для устойчивости земляного полотна железных дорог решающее значение [90].

К общим признакам понятий «слабые основания» и «слабые грунты» относятся глинистые грунты, играющие значительную роль природных оснований в сложных инженерно-геологических условиях, как в задачи обеспечения устойчивости автомобильных и железных дорог.

Далее, за исключением особо оговариваемых случаев, для простоты изложения в отношении природных оснований в сложных инженерно-геологических условиях будет использован термин «слабые основания», как обобщающее понятие, относящееся к железным и автомобильным дорогам.

Как предпосылки задачи определения условий обеспечения стабильности земляного полотна на слабом основании при возведении скоростных магистралей, могут быть приняты:

- существующие принципы и методы обеспечения стабильности земляного полотна на слабых основаниях автомобильных и железных дорог;

- анализ представлений по особенностям свойств глинистых грунтов;

- опыт проектирования, возведения и эксплуатации ВСМ за рубежом и в нашей стране.

Рассмотрим существующие принципы и методы обеспечения стабильности земляного полотна на слабых основаниях автомобильных и железных дорог. В таблице 1.2 приведены конструктивно-технологические решения (КТР), обеспечивающие возможность использования слабых грунтов в основании насыпи автомобильных дорог и условия их применения.

Как следует из таблицы 1.2, цели проведения КТР состоят в следующем:

- повышение устойчивости основания;

- ускорение достижения допустимой интенсивности осадки;

- уменьшение влияния динамического воздействия от транспортной нагрузки.

Применительно к железным дорогам, регламентирующие и рекомендательные нормативные документы предусматривают ряд мероприятий, обеспечивающих устойчивость и прочность земляного полотна на переувлажненных, слабых и недостаточно прочных основаниях:

- для насыпей на сыром и мокром основании рекомендуются к использованию преимущественно дренирующие грунты. В случае использования мелких и пылеватых песков и глинистых грунтов предусматриваются мероприятия, обеспечивающие устойчивость и прочность земляного полотна и его основания: осушение грунтов основания посредством углубленных канав, дренажей, прослоев из дренирующих грунтов, геотекстильных материалов, устройство берм;

- регламентируются параметры возвышения бровки насыпей над уровнем длительно стоящих поверхностных вод или над наивысшим расчетным уровнем грунтовых вод, а при сырых основаниях - над поверхностью земли на величину, достаточную для предохранения основной площадки от пучения и просадок;

- для насыпей на слабых и недостаточно прочных основаниях предусмотрено выполнение проверки устойчивости откосов насыпей и стабильности грунтов основания, определение интенсивности осадки основания.

Таблица 1.2 - Конструктивно-технологические решения, обеспечивающие возможность использования слабых грунтов в основании насыпи автомобильных дорог и условия их применения

Назначение конструктивно-технологических решений Определяющий результат Рекомендуемые решения

технологические конструктивные

Повышение устойчивости основания - Уменьшение нагрузки - 3; 9; 14

- Улучшение напряженного состояния - 4; 10; 5; 11

- Увеличение сопротивляемости сдвигу грунта основания 1 5; 7

Ускорение достижения допустимой интенсивности осадки Уменьшение конечной осадки

- Уменьшение нагрузки - 3; 9; 14

- Улучшение напряженно-деформированного состояния 1 5; 11

- Уменьшение мощности сжимаемой толщи в активной зоне 6

- Уменьшение сжимаемости грунта 12 7; 8; 13

- Ускорение процесса консолидации 2

- Увеличение уплотняющей нагрузки

- Улучшение условий удаления поровой воды - 6; 7; 8; 13

Уменьшение влияния динамического воздействия от транспортной нагрузки Снижение напряжений от транспортной нагрузки - 11; 15

Повышение динамической устойчивости основания насыпи 5; 6; 7

Примечание. Конструктивные и технологические решения:

1 - предварительная консолидация;

2 - временная пригрузка;

3 - снижение высоты насыпи;

4 - уположение откосов;

5 - свайная конструкция;

6 - частичная замена слабых грунтов;

7 - песчаные сваи-дрены;

8 - вертикальные дрены;

9 - насыпи из легких материалов;

10 - боковые пригрузочные призмы;

11 - распределительные плиты;

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Уланов Иван Сергеевич, 2019 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Абелев, М.Ю. Строительство промышленных и гражданских сооружений на слабых водонасыщенных грунтах / М. Ю.Абелев. - М.: Стройиздат, 1983. - 247 с.

2. Александрова, К., Скоростной путь к успеху / К.Александрова Информационный бюллетень ОАО «РЖД». - 2015. - № 5. - С.8 - 9.

3. Алексеев, С. И. Механика грунтов: учебное пособие для студентов ВУЗов / С.И.Алексеев. - СПб.: Петербургский государственный университет путей сообщения, 2007. - 111 с

4. Армогрунтовые сооружения. [электронный ресурс] Режим доступа: http://stabarm .ru/armogrunt/

5. Ашпиз, Е.С. Мониторинг земляного полотна высокоскоростных магистралей / Е.С. Ашпиз // Путь и путевое хозяйство. - 2014. - №12. - С.16-18.

6. Басниев, К.С. Подземная гидромеханика: учебник для ВУЗов / К.С.Басниев, И.Н. Кочина, В.М.Максимов. - М.: Недра, 1993. - 416 с.

7. Белов, С.В. Пористые проницаемые материалы / С.В.Белов, П.А.Витязь, В.К.Шелег и др. под ред. С.В.Белова. — М.: Металлургия, 1987. — 335 с.

8. Белоцерковский, О.М. Математическое моделирование на суперкомпьютерах (опыт и тенденции) / О.М. Белоцерковский // Ж. вычисл. матем. и матем. физ.- 2000.

- том 40. - № 8. - С.1173-1187.

9. Бугров, А.К. О решении смешанной задачи теории упругости и пластичности грунтов / А.К.Бугров // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 1974. - № 6.

- С.20-23.

10. Варнавский, В.Г. Государственно-частное партнерство /В.Г.Варнавский. - М.: ИМЭМО РАН, 2009. - 312 с.

11. Ватин, Н.И. Совместный расчет здания и фундамента мелкого заложения в SCAD [Электронный ресурс] / Н.И.Ватин, А.А.Мойся. // Санкт-Петербургский государственный политехнический университет. — Электрон. текстовые дан.— СПб., 2007. — Режим доступа: http://dl.unilib.neva.ru/dl/1382.pdf>.

12. Виноградов, В.В. Расчеты и проектирование железнодорожного пути: учебное пособие для студентов ВУЗов железнодорожного транспорта / В.В.Виноградов, А.М.Никонов, Т.Г.Яковлева и др. - М.: Маршрут, 2003. — 486 с.

13. Вознесенский, Е.А. Динамическая неустойчивость грунтов / Е.А.Вознесенский. -М.: Эдиториал УРСС, 1999. -263 с.

14. Галлагер, Р. Метод конечных элементов. Основы. / Р.Галлагер — М.: Мир, 1984 - 428 с.

15. Герсеванов, Н.М. Основы динамики грунтовой массы / Н.М.Герсеванов - М: Госстройиздат, 1933. - 196 с.

16. Гольдберг, В.М. Проницаемость и фильтрация в глинах / В.М.Гольдберг, Н.П.Скворцов — М.: Недра, 1986. - 160 с.

17. Городецкий, А. С. Расчет и проектирование конструкций высотных зданий из монолитного железобетона. / А.С.Городецкий, Л.Г.Батрак, Д.А.Городецкий, М.В.Лазнюк, С.В.Юсипенко. - К: ФАКТ, 2004. - 104 с.

18. ГОСТ 19804-2012 Сваи железобетонные заводского изготовления. Общие технические условия. - М.: Стандартинформ, 2014. - 23 с.

19. ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технчиеские условия. - М.: Стандартинформ, 1995. - 11 с.

20. ГОСТ 8736-2014. Песок для строительных работ. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2015. - 8 с.

21. Грицык, В.И. Расчеты земляного полотна железных дорог. Учебное пособие для ВУЗов ж.-д. транспорта. / В.И.Грицык - М.: УМК МПС, 1998. — 520 с.

22. До Кхань Хунг. Усиление слабых оснований дорожных насыпей грунтовыми сваями в геосинтетических оболочках: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.11 / До Кхань Хунг. - М., 2014. - 152 с.

23. Добров, Э.М. Инженерная геология: учебник для студ. Учреждений высш. проф. Образования / Э.М.Добров. - 3-е изд. перераб. и доп. М.: Издательский центр «Академия», 2013. 224 с.

24. Добров, Э.М. Особенности расчета гибкого ростверка на слабых основаниях с песчаными прорезями / Э.М.Добров, Н.Б.Нгуен // Наука и техника в дорожной отрасли. - 2018. - № 3 (85). - С.24-25.

25. Долгов Д.В. Разработка методов и технологии ускорения осадок земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах: дис. д-ра техн. наук: 05.23.11 / Долгов Денис Владимирович. - М., 2014. - 363 с.

26. Егорова, Е.С. Модели грунтов, реализованные в программных комплексах SCAD Office и Plaxis 3D / Е.С.Егорова, А.В.Иоскевич, В.В.Иоскевич, К.Н.Агишев, В.Ю.Кожевников // Строительство уникальных зданий и сооружений. - 2016. - № 3. - С.31-60.

27. Зарецкий, Ю.К. Статика и динамика грунтовых плотин / Ю.К.Зарецкий, В.Н.Ломбардо - М.: Энергоатомиздат, 1983.- 256 с.

28. Зенкевич, О. Метод конечных элементов в теории сооружений и механике сплошных сред / О.Зенкевич, И.Чанг, перевод с английского О.П. Троицкого и С.В. Соловьева под . ред. Ю.К. Зарецкого - М.: Недра, 1974. -239 с.

29. Иванов, Д А. Дисперсноупрочненные, волокнистые и слоистые неорганические композиционные материалы: учебное пособие / Д.А.Иванов,

A.И.Ситников, С.Д.Шляпин, под редакцией проф., д.т.н., акад. РАН А.А.Ильина. -М.: МАТИ, 2009. - 306 с.

30. Карпиловский, В.С. SCAD Office.Вычислительный комплекс SCAD++ /

B.С.Карпиловский., Э.З.Криксунов, А.А.Маляренко, М.А.Микитаренко,

A.В.Перельмутер, М.А.Перельмутер. - М.: СКАД СОФТ, 2015. 808 с.

31. Киселев, И.П. Высокоскоростной железнодорожный транспорт и перспективы его развития в мире / И.П.Киселев // Транспорт Российской Федерации. - 2012. - № 5 (42). - С.44 - 51.

32. Колос, А.Ф. Основополагающие требования к конструкции земляного полотна высокоскоростных железнодорожных линий / А.Ф.Колос, А.В.Петряев, И.В.Колос,

B.В.Говоров, Е.И.Шехтман. // Бюллетень результатов научных исследований Петербургского государственного университета путей сообщения Императора Александра I (Санкт-Петербург). - 2018. - №1. - С.36-48.

33. Колос, А.Ф. Особенности напряженного состояния грунтов подплитного основания при безбалластной конструкции верхнего строения пути / А.Ф.Колос, А.А.Сидоренко, С.В.Соловьев // Инженерный Вестник Дона. - 2014. - №2. - С.108.

34. Колос, А.Ф. Технико-экономическое обоснование выбора рациональных конструкций земляного полотна автомобильных дорог на слабых основаниях / А.Ф.Колос, В.А.Черняева // Материалы Международной научно-технической конференции Проблемы инфраструктуры транспортного комплекса. - 2015. -С.102-108.

35. Костоусов А.Н. Совершенствование методики расчета армогрунтовых стен для усиления земляного полотна: дис. ... канд. техн. наук: 05.22.06 / Костоусов Андрей Николаевич. - М., 2015. -158 с.

36. Крицкий, М.Я. Земляное полотно автомобильных дорог: дефекты, повреждения и разрушения, их причины, методы профилактики и восстановления: учебное пособие / М.Я.Крицкий, В.Н.Шестаков. - Омск: СибАДИ, 2008. - 56 с.

37. Кудашева, М.И. Сравнение модели Мора-Кулона и модели упрочняющегося грунта в программном комплексе Plaxis / М.И.Кудашева, С.В.Калошина // Современные технологии в строительстве. Теория и практика. - 2017. - №1. - С.261-265.

38. Ландау, Л.Д. Теоретическая физика том VI. Гидродинамика. / Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. — М.: Гостехтеоретиздат, 1953. — 788 с.

39. Ланис, А.Л. Усиление грунтов земляного полотна на подходах к мостам и путепроводам / А.Л.Ланис, Д.А.Разуваев // Вестник ростовского государственного университета путей сообщения. - 2016. - №3. - С.97-104.

40. Ле Суан Тхо. Обеспечение стабильности слабых основании дорожных насыпей с помощью грунтоцементных свай: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.11 / Ле Суан Тхо. - М., 2011. - 146 с.

41. Леонов, В.В. Материаловедение и технология композиционных материалов: курс лекций / В.В.Леонов, О.А.Артемьева, Е.Д.Кравцова. - Красноярск: СФУ, 2007. - 241 с.

42. Леонтьев, Н.Е. Основы теории фильтрации: учебное пособие /Н.Е.Леонтьев.

- М.: Изд-во Центра прикладных исследований при механико-математическом факультете МГУ, 2009. — 88 с.

43. Лионс, Ж.-Л. Некоторые методы решения нелинейных краевых задач / Ж.Л.Лионис, перевод с французского Л.Р. Волевича; под ред. О.А. Олейника. - М.: Мир, 1972. - 587 с.

44. Луцкий, С.Я. Интенсивная технология глубинного уплотнения слабых оснований / С.Я.Луцкий, Д.В.Долгов // Транспортное строительство. - 2006. - №6.

- С.11-15.

45. Луцкий, С.Я. Теория и практика транспортного строительства. Ч.1 Строительство геотехнических сооружений. / С.Я.Луцкий, Б.В.Сакун. М.: Первая образцовая типография, 2018. - 304 с.

46. Луцкий, С.Я. Интенсивная технология строительства армированных земляных сооружений / С.Я.Луцкий, Т.Кежковски, А.В.Пономарёв.// Подземное пространство мира. - 2001. - №4. - С.40 - 46.

47. Луцкий С.Я., Организационно-технологический регламент и мониторинг сооружения земляного полотна / С.Я. Луцкий, Т.В. Шепитько, П.М. Токарев, Д.В. Долгов, А.М. Черкасов // Транспортное строительство. - 2008. - №1. - С. 7-10.

48. Максимов, В.В., Государственно-частное партнерство в транспортной инфраструктуре: критерии оценки концессионных конкурсов / В. В. Максимов. -Москва: Альпина Паблишерз, 2010. - 177 с.

49. Мангушев, Р.А. Численные, аналитические и полевые методы оценки несущей способности свай и свай-баррет глубокого заложения в слабых грунтах Санкт Петербурга. / Р.А.Мангушев // Численные методы расчетов в практической геотехнике: сборник статей международной научно-технической конференции СПбГАСУ. - 2012. - С.44-52.

50. Маслов, Н.Н. Основы механики грунтов и инженерной геологии / Н.Н.Маслов

- М.: Изд- во министерства автомобильного строительства, 1961. - 707 с.

51. Мельников, Р.В. Калибровка параметров модели Hardening Soil по результатам лабораторных испытаний в программе SoilTest / Р.В.Мельников,

Р.Х.Сагитова //Академический вестник УралНИИпроект РААСН. - 2016. - № 3. -С.79-83.

52. Методика формирования начальной (максимальной) цены договора при размещении заказа на строительства, реконструкцию и капитальный ремонт объектов капитального строительства ОАО «РЖД» [утв. приказом ОАО «РЖД» № 434р от 03.03.2010]. - М.: Техинформ, 2010. - 13 с.

53. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (вторая редакция): [утв. Минэкономики РФ, Минфином РФ, Госстроем РФ 21.06.1999 ]. - М.: Изд-во Экономика, 2000. - 421 с.

54. Методические указания по проектированию земляного полотна на слабых грунтах. - М.: Оргтрансстрой, 1968. - 125 с.

55. Михеева, Н.Н. Оценка инвестиционных проектов на основе комплекса межотраслевых межрегиональных моделей / Н.Н. Михеева, Т.С. Новикова, В.И. Суслов // Проблемы прогнозирования. - 2011. - № 4. - С. 78 - 90.

56. Нгуен Ныы Бао. Особенности НДС грунтов, отсыпаемых на слабые основания с дренажными прорезями и гибким ростверком: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.11 / Нгуен Ныы Бао. - М., 2018. - 150 с.

57. ОАО "Скоростные магистрали" [электронный ресурс] Режим доступа: http://www.hsrail.ru/

58. ОДМ 218.2.047-2014 Методика оценки долговечности геосинтетических материалов, используемых в дорожном строительстве. - М.: Информавтодор, 2014. - 69 с.

59. ОДМ 218.2.054-2015 Рекомендации по применению текстильно-песчаных свай при строительстве автомобильных дорог на слабых грунтах. - М.: Информавтодор, 2014. - 83 с.

60. ОПДС 2821.2011 Порядок определения сметной стоимости строительства объектов инфраструктуры железнодорожного транспрота и других объектов ОАО «РЖД» с применением отраслевой сметно-нормативной базы ОСНБЖ-2001. М.: Техинформ, 2015. - 162 с.

61. Определение коэффициента фильтрации пористой среды [Электронный ресурс]. - М.: Механико-математический факультет МГУ. Практикум по гидромеханике., 2016. - С.1. Режим доступа: http://new.math.msu.su/department/hydro/program/porous.pdf

62. Певзнер, В.О. Накопление остаточных деформаций пути на участках интенсификации перевозочного процесса / В.О.Певзнер, И.Б.Петропавловская, Т.И.Громова. // РСП Эксперт. - 2018. - №5. - С.22-25.

63. Полищук, А.И. Оценка несущей способности свай в глинистых грунтах с помощью ПК Plaxis 3D Foundation / А.И.Полищук, Д.Г.Самарин, А.А.Филиппович // Вестник ТГАСУ. - 2013. - №3. - С.352 - 358.

64. Пособие по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах. - М.: ФГУП Информавтодор, 2004. - 252 с.

65. Проектная документация: Участок Москва-Казань высокоскоростной железнодорожной магистрали «Москва-Казань-Екатерибург» (ВСМ 2). Железнодорожные пути и инфраструктура. - М., 2016.

66. Ребиндер, П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика. Избранные труды / П.А. Ребиндер. - М.: Наука, 1979. - 384 с.

67. Рекомендации по проектированию земляного полотна дорог в сложных инженерно-геологических условиях. - М.: Ротапринт ЦНИИСа, 1974. - 257 с.

68. Родченко, В.А. Высокоскоростное железнодорожное движение. Мировой опыт и перспективы в России: учебное пособие. / В.А.Родченко, Д.С.Зандарашвили. - М.: МГУПС (МИИТ), 2015. - 116 с.

69. Романов, Н.В. Обзор современных методов усиления и стабилизации слабых оснований / Н.В.Романов, Ж.Расине // Вестник МГСУ. - 2018. - №4. - С.499-513

70. Сазонов, В.Н. Надежное земляное полотно - основа эффективной работы пути / В.Н.Сазонов, Е.С.Ашпиз // Железнодорожный транспорт. - 2013. - №6. - С52.

71. СП (проект, первая редакция). Земляное полотно высокоскоростных железнодорожных линий. Правила проектирования и строительства. - СПб.: ФГБОУ ВО ПГУПС, 2018. - 163 с.

72. СП 119.13330.2017 Железные дороги колеи 1520мм. Актуализированная редакция СНиП 32-01-95. - М.: Стандартинформ, 2017. - 35 с.

73. СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция. СНиП 2.02.01-83 - М: Стандартинформ, 2016. - 220 с.

74. СП 238.1326000.2015 Железнодорожный путь. - М.: Стандартинформ, 2015. -71 с.

75. СП 24.13330.2011 Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85. Изменение 2. - М.: Стандартинформ, 2011. - 86 с.

76. СП 291.1325800.2017 Конструкции грунтоцементные армированные. Правила проектирования. - М.: Стандартинформ, 2017. - 34 с.

77. СП 32.104.98 Проектирование железных дорог колеи 1520мм. - М.: ГУП ЦПП, 1999 - 90 с.

78. Специальные технические условия. Земляное полотно участка Москва -Казань высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва - Казань -Екатеринбург. Технические нормы и требования к проектированию и строительству. Изменение №1. — СПб: ФГБОУ ВО ПГУПС, 2016. - 45 с.

79. Спицына, Т.А. Оценка эффективности инфраструктурных инвестиционных проектов: дис. ... канд. техн. наук: 08.00.10 / Спицына Татьяна Андреевна - М., 2009. - 156 с.

80. Строкова, Л.А. Определение параметров для численного моделирования поведения грунтов / Л.А.Строкова // Известия Томского политехнического университета. - 2008. - №1. - С. 69-74

81. Су Да. Особенности развития железных дорог Китая и армогрунтовых удерживающих сооружений земляного полотна: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 07.00.10 / Су Да. - Хабаровск, 2014. - 23 с.

82. Тер-Мартиросян, А.З. Определение и верификация параметров модели слабого грунта с учетом ползучести /. А.З.Тер-Мартиросян, В.В.Сидоров, Л.Ю.Ермошина // Вестник МГСУ. - 2018. - № 6 - С.697-708.

83. Тер-Мартиросян, З.Г. Анализ статического испытания свай большого диаметра и длины с помощью МКЭ / З.Г.Тер-Мартиросян, А.З.Тер-Мартиросян,

B.В. Сидоров // Численные методы расчетов в практической геотехнике: сборник статей международной научно-технической конференции СПбГАСУ. - 2012. -

C.52-57.

84. Терцаги, К. Теория механики грунтов / К.Терцаги. - М.: Стройиздат, 1961.- 507 с

85. Технический регламент о безопасности высокоскоростного железнодорожного транспорта [утв. Постановлением Правительства РФ от 15 июля 2010 г. N 533] - М.: Стандартинформ, 2011. - 72 с.

86. Трофимов, В.Т. Грунтоведение / В.Т.Трофимов, В.А.Королев, Е.А. Вознесенский и др. - М.: Изд-во МГУ, 2005. - 1024 с.

87. Уланов, И.С. Оценка деформаций конструкции участка переходной жесткости земляного полотна и ИССО высокоскоростной магистрали / И.С.Уланов, А.В.Горлов // Евразийский Союз Ученых (ЕСУ). - 2019. - №3. - С.46 - 55.

88. Уланов, И.С. Земляное полотно высокоскоростных магистралей / И.С.Уланов, Ю.И.Филиппов //Транспортное строительство. -2017.- №10. - С.08-11.

89. Уланов, И.С. Земляное полотно скоростных магистралей / И.С.Уланов, Ю.И.Филиппов //Транспортное строительство. -2017.-№11. - С.17-19.

90. Уланов, И.С. Организация и технология строительства выемок в грунтах III -IV категории термопросадочности / И.С.Уланов // Механизация строительства. -2017.-№9.- С.24-27.

91. Уланов, И.С. Особенности проектирования высокоскоростной магистрали Москва-Казань / И.С.Уланов // Путь и путевое хозяйство. -2017.- №1.-С.15-17

92. Уланов, И.С. Особенности расчетов осадок земляного полотна при решении геотехнических задач на этапе проектирования ВСМ Москва-Казань / И.С.Уланов, А.В.Горлов, Ю.И.Филиппов // Материалы международной научно-технической конференции «Современные проблемы проектирования, строительства и эксплуатации железнодорожного пути». - 2018. - С. 80 - 87.

93. Уланов, И.С. Оценка деформаций недостаточно прочных оснований земляного полотна скоростных магистралей / И.С.Уланов, Д.В.Долгов, А.М.Черкасов // Материалы всероссийской межвузовской конференции

«Современное состояние, проблемы и перспективы развития отраслевой науки». -2017. - С.563 - 567.

94. Уланов, И.С. Оценка осадки земляного полотна на участках слабых оснований / И.С.Уланов // Мир транспорта. -2017. - №4. - С.102-108.

95. Улицкий, В.М. Геотехническое сопровождение развития городов / В.М.Улицкий, А.Г.Шашкин, К.Г.Шашкин - СПб.: Стройиздат Северо-Запад, 2010. - 281 с.

96. Улицкий, В.М. Успешное строительство высокоскоростных магистралей: геотехническая составляющая / В.М.Улицкий., А.Г.Шашкин. // Транспорт Российской Федерации. - 2016. - № 2. - С. 36-39.

97. Улицкий, В.М. Проблемы реконструкции исторических городов, возведенных на слабых грунтах (на примере Санкт-Петербурга) / В.М.Улицкий, А.Г.Шашкин // Реконструкция городов и геотехническое строительство. - 1999. - № 1. - С.7-13.

98. Улицкий, В.М. Расчет осадок зданий и сооружений на слабых глинистых грунтах с учетом развития деформаций сдвига во времени / В.М.Улицкий, А.Г.Шашкин, К.Г.Шашкин, М.А.Лучкин // Развитие городов и геотехническое строительство. - 2007. - № 11. - С.11-55.

99. Урьев, Н.Б. Высококонцентрированные дисперсные системы / Н.Б.Урьев. - М.: Химия, 1980. - 320 с.

100. Устройство для безосадочных насыпей высокоскоростной магистрали: Патент 2681722 Рос. Федерация, МПК У02В 17/18 / В.П. Левшунов, И.С. Уланов; № 2018119988; завял. 30.05.2018 ; опубл. 12.03.2019, Бюл. №8 - 6 с.

101. Устройство для земляного полотна высокоскоростных магистралей на участках с развитием карстово-суффозионных процессов: Патент 2681179 Рос. Федерация, МПК Е01В 1/100 / М.Л. Васильев, И.С. Уланов; № 2018119996; заявл. 30.05.2018 ; опубл. 04.03.2019 , Бюл. №7 - 6 с.

102. Фадеев, А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике / А.Б.Фадеев. - М.: Недра, 1987. - 221 с.

103. Федоренко, Е.В. Метод расчета устойчивости путем снижения прочностных характеристик / Е.В.Федоренко // Транспорт Российской Федерации. - 2013. - № 6.

- С.24-26.

104. Фливбьорг, Б. Мегапроекты и риски: Анатомия амбиций / Бент Фливбьорг, Нильс Брузелиус, Вернер Ротенгаттер. - М.: Альпина Паблишер, 2014. - 288 с.

105. Флорин, В. А. Основы механики грунтов / В.А.Флорин - Л.: Стройиздат, 1959.

- 360с.

106. Цытович, Н.А. Механика грунтов: учебное пособие / Н.А.Цытович. - М.: Госстройиздат, 1963. - 636 с.

107. Цытович, Н.А. Механика грунтов. Краткий курс: учебник для строительных ВУЗов. Изд. 4-е перераб. и доп./ Н.А Цытович. - М.: Высшая школа., 1983. - 288с.

108. Чан Куок Дат. Повышение несущей способности слабых оснований дорожных насыпей сваями-дренами: дис. ... канд. техн. наук: 05.23.11 / Чан Куок Дат. - М., 2010. - 170 с.

109. Шашкин, А.Г. Вязко-упруго-пластическая модель поведения глинистого грунта / А.Г.Шашкин // Развитие городов и геотехническое строительство. - 2011.

- №2. - С.1-32.

110. Шевченко, В.Г. Основы физики полимерных композиционных материалов: учеб. пособие / В.Г.Шевченко. - М.: Изд-во Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, 2010. - 98 с.

111. Alamgir, M. Deformation analysis of soft ground reinforced by columnar inclusion / M. Alamgir, N.Miura, H.Proorooshasb, M.Madhav // Computers and Geotechnics.

- 1996. - №18. - С.267-289.

112. Bao, H. Application of fender piles in the CFG pile composite foundation in strongly weathered soft rock /Huiming Bao, Xuewen Zhao //Journal of Frontiers in Construction Engineering. - 2013. - №2. - C.89-93.

113. Brinkgreve, R.D.L. Plaxis 2D 2015. Reference manual / R.D.L.Brinkgreve, S.Kumarswamy, W.M.Swolfs. - The Netherland: Delft University of Technology & PLAXIS b.v. - 2015. - 424 с.

114. BS 8006:2010. Code of practice for Strengthened / reinforced soils and other fills. -1995. - 196 c.

115. Chen, Q. Bearing capacity and mechanical behavior of CFG pile composite foundation / Qiu-nan Chen, Ming-hua Zhao, Guo-hua Zhou, Zhu-hua Zhang // Journal of Central South University of Technology. - 2008. - №2.- C.45.

116. Chen, R. Experimental study on dynamic load magnification factor for ballastless track-subgrade of high-speed railway / R.Chen, X.Zhao, X.Bian, H.Jiang, Z.Wang // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. - 2013. - № 5. - C.306-311.

117. Ding, J.H. Experimental study of dynamic characteristics on composite foundation with CFG long pile and rammed cement-soil short pile / Jihui Ding, Yanliang Cao, Weiyu Wang, Tuo Zhao, Junhui Feng // Open Journal of Civil Engineering. - 2014. -№ 4. - C.1-12.

118. Feng, J. Settlement formula of stabilized layer in CFG composite foundation of highspeed railway / Jun Feng, X.-Y.Wu, J.-H.Zhang // Electronic Journal of Geotechnical Engineering. - 2014. - C.6867-6878.

119. Horgan, G. European Reinforced Soil Design - The Codes / G.Horgan, H.Hangen, R.Durand // ICG - Berlin. - 2014. - C.10-18.

120. Lai, J. Settlement analysis of saturated tailings dam treated by CFG pile composite foundation / Jinxing Lai, Houquan Liu, Junling Qiu, and Jianxun Chen. //Advances in Materials Science and Engineering Volume. - 2016. - C.10.

121. Orsmond, W. Geotechnics on Irish roads / Wyatt Orsmond. // CPD Conference. 2012. - C.33-39.

122. TB 10106-2010 Technical Code for Ground Treatment of Railway Engineering. -Beijing: China railway press, 2010. - 120 c.

123. TB10001-2005 J447-2005. The railway roadbed design specification. - Beijing: China railway press, 2005. - 124 c.

124. Ulanov, I. Problems of quality management of the subgrade construction of highspeed railway / Ivan S.Ulanov, Denis V.Dolgov, Alexander M.Cherkasov, // Quality Management, Transport and Information Security, Information Technologies. - 2017. -C.443-445.

125. Wei, W. Dynamic characteristics of railway subgrade under heavy haul train / Wei Wei, Zeng Zhi-ping, Wu Bin, Wang Wei-dong, and Yan Hai-jian // Electronic Journal of Geotechnical Engineering. - 2017.- C.209-232.

126. Zheng, J.J. Design theory and application of CFG-lime pile composite ground / JJ.Zheng, S.W.Abusharar, C.He // 6th International Conference on Ground Improvement Techniques. - 2005 - C.18-19.

127. Zhuang, Y. Finite-element analysis of a piled embankment with reinforcement compared with BS 8006 predictions / Y.Zhuang, E.Ellis // Geotechnique. - 2014. - № 11. - C.910-917.

р/с)

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «СКОРОСТНЫЕ МАГИСТРАЛИ» (АО «Скоростные магистрали»)

АКТ

о внедрении результатов диссертационной работы

«Обоснование конструктивно-технологических решений упрочнения слабых оснований земляного полотна скоростных железнодорожных магистралей» соискателя Российского университета транспорта (МИИТ) Уланова Ивана Сергеевича

Материалы диссертационного исследования соискателя Российского университета транспорта (МИИТ) Уланова Ивана Сергеевича на тему: «Обоснование конструктивно-технологических решений упрочнения слабых оснований земляного полотна скоростных железнодорожных магистралей», представленного на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.06 «Железнодорожный путь, изыскания и проектирование железных дорог», использованы при подготовке проектной документации строительства участка Москва - Казань ВСМ 2.

Результаты работы позволили подтвердить возможность строительства безосадочного земляного полотна ВСМ в сложных инженерных условиях на территории Российской Федерации и определить оптимальные конструктивно-технологические решения укрепления оснований земляного полотна ВСМ в заданных геологических условиях с учетом директивного срока строительства и учтены при подготовке проектной документации строительства участка Москва - Казань ВСМ 2 (шифр 25/15-4-ТКР 2.3 и 25/15- 6-ТКР 2.2 - «Земляное полотно с безбалластным верхним строением пути»).

Предложенные автором конструктивно-технические решения одобрены Экспертным советом ВСМ и получили положительные заключения ведомственной экспертизы ОАО «РЖД» (ЦУЭП) и ФАУ «Главгосэкспертиза России» № 703- 17/ГГЭ-11009/04 на участке ст. Железнодорожная - ст. Владимир ВСМ и № 376-18/ГГЭ-1109/04 на участке ст. Владимир ВСМ - ст. Аэропорт ВСМ (Нижний Новгород).

На основании обоснованных в диссертационной работе конструктивно-технических решений, при участии Уланова И.С., ОАО «РЖД» запатентованы принципы устройства безосадочных насыпей для высокоскоростных магистралей (патент И. и 268 1722).

Использование результатов диссертационной работы Уланова И.С. позволило повысить экономический эффект для ВСМ в целом, в совокупности с другими объектами инфраструктуры. Учитывая синергетический эффект от внедрения предложенных автором конструктивно-технических решений при реализации проекта строительста^^^^Тка^ Москва - Казань ВСМ 2, чистый дисконтированный доход 1 и м ис I и ч ко м прогнозе составит более

500 млрд.руб. на расчетный 15Кигод.

I¿V'

Заместитель генерального дирвйюра^^»^^^/

АО «Скоростные магистрали» у''/ С.А. Киселев

^ ЩОГИПРП

Акционерное общество

«МОСГИПРОТРАНС»

Проектно-изыскательский институт транспортного строительства

УТВЕРЖДАЮ:

Главный инженер АО «Мосгипротранс» Левшунов В.П.

СПРАВКА О ВНЕДРЕНИИ

результатов диссертационной работы Уланова Ивана Сергеевича на соискание ученной степени кандидата технических наук

Разработанные Улановым И.С. конструктивно-технологические решения строительства земляного полотна на слабых грунтах были одобрены ОАО «Мосгипротранс» и использованы при разработке проектной документации объекта «Участок Москва - Казань высокоскоростной железнодорожной магистрали «Москва - Казань - Екатеринбург» (ВСМ)».

Автор принял непосредственное участие на всех этапах проектирования объекта. Им подготовлены необходимые обоснования, проанализированы и обобщены результаты численных экспериментов и расчетов в современных программных комплексах. На техническом совете в ОАО «Мосгипротранс» защищена возможность применение предлагаемых решений на участках индивидуального проектирования земляного полотна высокоскоростных магистралей.

По результатам работы Уланова И.С. был уточнен оптимальный временной период строительства земляного полотна на слабых основаниях и определены точные сроки начала укладки безбалластного верхнего строения пути.

Вышеуказанные факторы позволили скорректировать сроки производства строительно-монтажных работ в разделе «Проект организации строительства», корректно определить временные и строительные затраты на сооружение земляного полотна ВСМ, а также избежать значительных экономических рисков на стадии строительства и эксплуатации первой в России ВСМ.

Главный инженер проекта

Киселева Н.С.