Транспортная газета Евразия Вести

Разделы:

 Свежий номер
 Подшивка
 Материалы
 Новости
 О газете
 Редакция
 Подписка

 Консалтинг
 Лицензирование
 Сертификация
 Юридические
 услуги

 Партнеры
 Ресурсы сети
 Реклама на сайте

Поиск:


 

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ


Версия для печати
Обсудить в форуме

Подготовить завтра для геосинтетических материалов

О состоянии и перспективах развития расчетного обоснования применения геосинтетических материалов рассказывает главный инженер компании «Миаком Инжиниринг», член Российского общества по механике грунтов, геотехнике и фундаментостроению (РОМГГиФ) (г. Санкт-Петербург), член IGS кандидат геолого-минералогических наук Евгений Владимирович Федоренко.

Подготовить завтра для геосинтетических материалов
Подготовить завтра для геосинтетических материалов
Наиболее развита в отношении нормативно-технического обеспечения применения геосинтетических материалов автодорожная отрасль (в ней разработано большое количество отраслевых документов и ГОСТов). Автомобильные и железные дороги родственны по этой части – в использовании геоматериалов в земляном полотне. На первый взгляд, рекомендации автодорожников годны применительно к стальным магистралям, однако здесь все не так просто.

Несмотря на то, что отраслевые документы (ОДМ) выходят практически каждый год, их содержание оставляет желать лучшего. Так, ОДМ 2010 года практически полностью повторяет ВСН-49-86 (1986 года), а «Методические рекомендации по расчету и проектированию армогрунтовых подпорных стен на автомобильных дорогах» не позволяют выполнить расчеты (о чем в документе сказано напрямую). Таким образом, внешний прогресс нормативно-технического обеспечения оборачивается незначительным продвижением вперед.

Один из барьеров, препятствующих внедрению геосинтетических материалов в практику проектирования и строительства, – застой и консервативность взглядов в области расчетного обоснования, а также отсутствие возможности повышения квалификации в этой области. Лишь в отдельных вузах студентам читаются лекции по затронутой нами тематике, и практически ни в одном не преподаются методики расчетов. Ни молодежь, ни кадровые сотрудники не обладают достаточными знаниями, поскольку не хватает ни литературы, ни пособий, а столь нужные спецкурсы практически не проводятся.

Все это не способствует полноценному внедрению геоматериалов, которые позволяют решать ряд таких проблем, как обеспечение устойчивости, снижение и равномерность осадки, ускорение сроков консолидации, строительство в стесненных условиях.

Благодаря длительному применению и серьезной технической поддержке, геосинтетические материалы используются за рубежом очень широко. Ежегодно там проводятся крупные международные тематические конференции, на которых обсуждается широкий спектр теоретических и практических вопросов (что свидетельствует о высоком уровне знаний). В нашей стране специализированные встречи очень редки (стоит отметить конференции, проводимые в ПГУПС).

Среди вариантов применения геосинтетических материалов в железнодорожном строительстве – усиление подбалластных слоев. Пожалуй, это самая продвинутая в отношении информационной насыщенности область применения. Однако и тут есть нюансы: испытания начала 2000-х, ставшие основой для внедрения геоматериалов, не во всем однозначны.

Исследования двух практически одинаковых георешеток показывают разницу в результатах, что определяет дальнейшее необоснованное применение только полипропиленовых одного из множества производителей. Широко разрекламированный в последние годы новый вид георешеток (отличающийся геометрией отверстий) также вызывает сомнения в эффективности применения.

Зарубежный маркетинг прицельно обеспечивает рекламную поддержу тому или иному продукту. Если же присмотреться повнимательней, изучить другие материалы, можно найти немало недостатков, которые могут влиять на надежность конструкции пути.

В статье А.В. Мошенжала, инженера ГК «Миаком», «Обзор экспериментальных исследований влияния геосинтетических материалов на армирование балластной призмы» дается сравнительный анализ различных испытаний геосинтетических материалов в подбалластных слоях. Автор приходит к выводу: эксперименты, проведенные различными организациями, подтверждают преимущество разных материалов, например, полиэфирных геосеток (исследования МИИТ) или геокомпозитов в виде прошитого полиэфирной геосеткой нетканого геотекстиля (исследования инженерного факультета австралийского университета). Подходы к интерпретации результатов и последующая разработка методов расчета более рациональны на основе других методов расчета, таких как зернистые среды, что полнее и корректней отражает работу балласта и его взаимодействие с геосинтетическими прослойками.

На основе обобщения мирового опыта применения геосинтетических материалов можно прийти к заключению, что нет одного вида, являющегося уникальным и решающим все проблемы. Рекомендуемые для усиления подбалластных слоев геоматериалы работают эффективно, что подтверждается многочисленными экспериментами, а характерные для нашей страны рекомендации применять только один вид геоматериалов – сомнительны.

Не менее важно обеспечение устойчивости земляного полотна, особенно на слабых основаниях. При возведении земляного полотна на слабых грунтах в автодорожной отрасли широко используются высокопрочные геотекстили, обладающие большой прочностью (100 т/погонный метр и выше). Однако есть сложности с расчетным обоснованием применения этих материалов.

Для сегодняшней России актуальны и более сложные вопросы. Например, строительство в районах распространения многолетнемерзлых грунтов. Даже в случае проектирования по первому принципу в откосных частях часто происходит растепление грунтов. Это требует прогнозных расчетов и решений по усилению, одним из которых может быть применение высокопрочных геосинтетических материалов. В нынешнем году запущен проект реконструкции БАМа – линии, проходящей в сложных инженерно-геологических условиях. Опыт строительства и эксплуатации подтвердил обязательность выполнения теплофизических расчетов, без которых невозможно судить об эффективности принятых мероприятий.

Современные представления о расчетах и возможности программных продуктов позволяют выполнять анализ напряженно-деформированного состояния и устойчивости на основе теплофизического прогноза. Такой комплексный подход помогает по-иному взглянуть на работу земляного полотна и на базе расчетного обоснования подтвердить, например, необходимость и эффективность применения геосинтетических прослоек из высокопрочных тканей, гарантирующих стабильность насыпей.

В целом стоит отметить, что необходимо пересмотреть имеющиеся в арсенале проектировщика методики расчета: использовать устоявшиеся принципы и критерии расчета с новыми механизмами, лишенными допущений и упрощений, принятых для «ручного» счета. Время диктует обязательность перехода на качественно новый уровень, тем более что все предпосылки для этого уже есть. В нормативных документах, новых и актуализированных, появляются требования по применению более достоверных методов прогноза, таких как численное моделирование. Это можно проследить по 384-ФЗ; СП 16.13330.2012 «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения»; ОДМ 218.2.006-2010; СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений».

Почва для перехода уже подготовлена: с одной стороны – имеющимися в распоряжении изыскателей совершенными приборами для получения исходных данных, а с другой – геотехническими комплексами, позволяющими на основе полных исходных данных выполнять прогнозирование любых вариантов. Реальной становится перспектива расчетов и проектирования сооружений, функционирование которых будет надежней и безопасней.

В мировой практике проектирования транспортных сооружений появились мощные геотехнические программные комплексы (Plaxis, Phasa2, Z-Soil и др.), работающие на основе численного моделирования (МКЭ – метод конечных элементов) и способные решать различные задачи. Скажем, определять величину осадки с учетом взвешивающего действия грунтовых вод; учитывать в расчетах наличие существующего земляного полотна и его консолидированного основания при уширении и увеличении размеров насыпей; определять возможность быстрого и медленного возведения насыпей; вычислять коэффициент стабильности слабых оснований земляного полотна и водопропускных труб; оценивать общее состояние сложных склонов с большим количеством различных противооползневых сооружений (пример – Олимпийские объекты в Сочи). С помощью таких программ можно осуществлять контроль расчетов по инженерным методам (методы предельного равновесия) устойчивости земляных сооружений, в том числе на слабых основаниях, а также армогрунтовых подпорных структур, выполнять динамические (сейсмические) и фильтрационные расчеты и пр. Считается, что численный анализ более достоверен в случаях учета геосинтетических армирующих прослоек. Первым делом это относится к оценке влияния геоматериалов на величину и равномерность осадки. Обычными методами такое учесть невозможно.

Убедительная иллюстрация положительного применения численного моделирования и геосинтетических материалов – станция Дюанка Дальневосточной железной дороги. При расширении станционных путей на торфяном основании были использованы обоймы из тканого геотекстиля. Измерения подтвердили эффективность принятых решений и расчетов.

Транспортная геотехника помогает проектировщику принять обоснованное расчетами решение, опирающееся на результаты инженерных изысканий. Сложностей здесь много. Отчасти они связаны с большим «простоем» в развитии механики грунтов и инженерной геологии, что привело к появлению в нормативных документах новых и, на первый взгляд, не совсем понятных показателей. Так, в ГОСТ 12248-2010 «Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости» появились такие термины: недренированная прочность; пиковый угол внутреннего трения; критический угол внутреннего трения; угол трения при остаточной прочности; компрессионный модуль деформации; одометрический модуль деформации (последние два термина с точки зрения русского языка – одно и то же). В действительности все это было известно еще в советское время. Такая информация позаимствована за рубежом и не всегда понятна проектировщикам из-за недостатка информации на русском.

Сегодня стало нормой принимать табличные значения расчетных характеристик. Это превращает расчеты в гадание: хватило величины запаса или нет. А проверка результатов может быть только по факту. В лучшем случае проводятся компрессионные испытания, реже – тестирование в приборе одноплоскостного среза. Но даже в тех случаях, когда имеются результаты трехосных и консолидационных испытаний, при расчетах становится ясно, что сотрудники лабораторий не имели представления о том, для чего испытания выполнялись, т.е. основная проблема заключается в отсутствии прямой связи между геологами и геотехниками (проектировщиками-расчетчиками).

Одним из общих путей решения обозначенных проблем служит проведение курсов повышения квалификации сотрудников проектных и изыскательских организаций, обеспечение их нормативно-технической литературой. Инженерно-технический отдел группы компаний «Миаком» причастен к этому процессу.

Специалисты «Миаком Инжиниринг» участвуют в различных конференциях как в России, так и за рубежом. Это позволяет обобщать отечественный и иностранный опыт, делиться им в виде информационно-технических брошюр. Нами разработан и успешно проводится (в крупнейшем обучающем центре ЦНТИ Прогресс) курс повышения квалификации по расчетам земляного полотна. На занятиях освещаются вопросы расчетов устойчивости, осадки, консолидации, стабильности, а также применения современных программ как инженерных расчетов, так и численного моделирования. Недавно, в июне, такой семинар прошел в филиале ОАО «Росжелдорпроект» «Ленгипротранспуть». Плодотворным стало наше сотрудничество с Уральским филиалом «Росжелдорпроекта», который уже прошел этап изменения устаревшей системы взаимоотношений между геологами и проектировщиками и успешно применяет современные программные комплексы для расчетов земляного полотна.

Итак, для полноценного внедрения новых технологий и материалов необходимо пересмотреть текущее состояние в части инженерных изысканий (лабораторных испытаний) и расчетного обоснования, а также общего уровня соответствующих знаний проектировщиков. Только после этого удастся обеспечить надежную и бесперебойную работу железных дорог с применением инновационных материалов.

© Евразия Вести VII 2014



VII 2014

Евразия Вести VII 2014

Инновационное развитие инфраструктурного комплекса ОАО «РЖД»

Эффективность работы инфраструктурного комплекса

Спутниковые и геоинформационные технологии в инфраструктурном комплексе ОАО «РЖД»

Эксперименты становятся нормой

Перспективы производственной и экологической безопасности

Комплексный подход к оздоровлению путевой инфраструктуры

Инновационные технологии для железных дорог

Состояние земляного полотна железных дорог

Наука о земляном полотне для железнодорожных магистралей

Трудовой путь «Ремпутьмаша»

ОАО «БЭТ» на лидерских позициях

Путевой комплекс: что ждут от транспортного машиностроения?

ОАО «Кировский машзавод 1 Мая» - профессиональные решения, качество и надежность

«Кубаньжелдормаш»: в 80 лет ставка на перспективу

К переменам готовы!

ИНФОТРАНС - инновационные технологии для транспорта

Формула успеха - немецкое качество плюс российское мастерство

Развитие и оптимизация путевого комплекса

Робоскоп ВТМ 3000/РСП для рельсов будущего

«ВПИ-Навигатор»: точность, надежность, экономия

НПО «ВИГОР»: безопасность превыше всего

Технологии «РИТТРАНССТРОЙ» для усиления земляного полотна железных дорог России

Мониторинг состояния объектов инфраструктуры

Передовые технологии обеспечения надежности инфраструктуры

Рельсовые скрепления ЗАО «РСК» - надежность и эффективность

Гарантия успеха - комплексный подход к проблемам автоматизации

ПТКБ ЦП - роль в развитии и укреплении инфраструктуры

PDF-формат



 

Copyright © 2003-2016 "Евразия Вести"
Разработка: интернет-студия "ОРИЕНС"

Евразия Вести