Деформация земляного полотна реферат

Обновлено: 04.07.2024

Несоблюдение правил проектирования, возведения и содержания земляного полотна может привести к появлению в нем различных деформаций, повреждений и к разрушению. Масштабы их могут быть разными: от незначительных просадок до крупных разрушений типа обвалов или размывов, создающих угрозу безопасности движения поездов либо приводящих к длительным перерывам или ограничениям скорости движения.

Следствием деформаций является повреждение основной площадки земляного полотна, основания земляного полотна, его тела и откосных частей, а также различных устройств при земляном полотне. Для принятия правильных оздоровительных мер целесообразно провести разделение деформаций земляного полотна на группы. Нельзя забывать о том, что внешним проявлением одних деформаций могут служить признаки, свойственные другим деформациям. Кроме того, одни виды деформаций в процессе развития могут вызвать другие. Например, деформации основной площадки насыпи переходят в деформации ее откосных частей.

Причиной деформаций земляного полотна и нарушения работы различных устройств на пути могут служить также стихийные явления природы. Например, снежные лавины способны разрушать земляное полотно, верхнее строение пути, устройства энергоснабжения и связи, постоянные и временные сооружения.

Теперь остановимся на рассмотрении основных видов дефектов, повреждений и разрушений земляного полотна, причинах их возникновения, способах предупреждения и ликвидации.

Углубления в основной площадке. Главными причинами замкнутых углублений под шпалами, называемых балластными корытами (рис. 1.21), являются недостаточная толщина балластного слоя, плохое уплотнение или недостаточная прочность грунта основной площадки¹; переувлажнение грунта из-за необеспечения отвода воды, несоответствие верхнего строения пути обращающимся нагрузкам, остаточные углубления в основной площадке от шпал при постройке. Если не ликвидировать эти углубления, то постепенно они увеличиваются и захватывают большую длину вдоль пути (рис. 1.22). Такие углубления называют балластными ложами. Дальнейшее развитие лож или наличие разнородных, неодинаково уплотненных грунтов приводит к образованию балластных гнезд (рис. 1.23) или отдельных грязевых мешков в теле насыпи.

Углубления в основной площадке приводят к просадкам пути, возникновению пучин и даже к обрушению откосов насыпей. О наличии углублений в основной площадке могут свидетельствовать следующие признаки: частые просадки шпал, выплески балласта, бугры на междупутье, выпирание грунта в кюветы, грязевые свищи на откосах, резкое отличие растительности по яркости и сочности.

Балластные корыта лучше всего ликвидировать сплошной односторонней или двусторонней срезкой верха земляного полотна и заменой его на балласт с устройством гидроизоляции, как это показано на рис. 1.24, а, б. Если балластные корыта возникают на станционных путях, то целесообразно сделать местную вырезку грязного грунта, заменить его свежим, утрамбовать и покрыть (под балластным слоем) слоем гидроизоляции, например битумом или асфальтом (рис. 1.24, в). Возможна также цементация корыт (рис. 1.24, г).

При наличии балластных лож целесообразно устройство поперечных прорезей (см. рис. 1.22). Для этого создана специальная машина-прорезекопатель.

Не следует лишь путать ложа и корыта. Очевидно, что при наличии корыт устройство поперечных прорезей бессмысленно. При балластных гнездах или мешках лучше всего забить в тело насыпи наклонно трубы с отверстиями (перфорированные трубы), через которые вода вытечет наружу (см. рис. 1.23).

Можно упомянуть об опыте Западно-Сибирской дороги, использовавшей пневмопробойники для устройства отверстий, которые служат водоотводом.

Пучины. При замерзании воды наблюдается расширение ее объема (на 9%). Это приводит к возникновению пучин в виде горбов, впадин и перепадов. Промерзание грунта содействует поднятию грунтовой воды снизу к замерзающей массе грунта.

Балластные пучины возникают в первой половине зимы. Высота (или глубина) таких пучин около 50 мм. Грунтовые пучины образуются во второй половине зимы, их высота достигает 150 - 200 мм.

Балластные пучины появляются при наличии балластных корыт, в которых замерзает вода, грязного балласта, насыщенного водой, неисправных кюветов и отложений грунта на обочинах. Таким образом, ликвидация балластных пучин сводится к устранению перечисленных недостатков.

Сложнее обстоит дело с грунтовыми пучинами. Главная причина их возникновения - сочетание пучащего грунта с грунтовой (подземной) водой в зоне промерзания. Практические способы ликвидации грунтовых пучин довольно многообразны.

Подушки делают накладными, врезными и комбинированными. Пример устройства врезной подушки показан на рис. 1.25.

При подъемке пути на балласт или устройстве накладных подушек приходится переустраивать поверхностные водоотводы (чаще всего кюветы). При врезных подушках воду из котлована для подушки отводят в углубленные кюветы (в одну или обе стороны). Возможна также закладка дренажных труб (трубофильтров) по бокам котлована.

При подъемке пути на новый балласт суммарная толщина балластного слоя приблизительно должна равняться глубине промерзания. При подъемке на асбестовый балласт можно уменьшить общую толщину слоя, так как асбест промерзает на 20% меньше щебня или гравия. Толщина подушек из шлака колеблется в пределах 0,6 - 0,85 м. При подъемке пути на балласт или устройстве накладных подушек вдоль пути делают отводы длиной около 200 м с каждой стороны подушки. Это необходимо, чтобы выполнить требования технических условий на допустимую крутизну элементов продольного профиля пути. В качестве материала тепловой изоляции грунтов земляного полотна наиболее экономично использовать жесткие пенопласты на основе полистерола в форме плит. Пенопласты - это материалы, имеющие ячеистую структуру с системой изолированных друг от друга пор, содержащих газ.

Ко второй группе способов ликвидации грунтовых пучин относятся различные методы осушения пучащих грунтов. В основном используют подкюветные или закюветные дренажи (см. п. 1.4). Успех в использовании дренажей достигается лишь в том случае, если грунт хорошо отдает воду. В глинистых грунтах нередко содержится много связанной воды. Полагают, что в этом случае целесообразно устройство вентиляционных дренажей, особенностью которых является прокладка трубы с отверстиями в верхней зоне дренажного заполнителя. Через каждые 15 м вдоль дренажа из этой трубы делают вытяжки над поверхностью земли. Они обеспечивают вентиляцию и, следовательно, испарение связанной воды.

К третьей группе способов ликвидации пучин относят замену пучащего грунта дренирующим.

Размывы и подмывы. По данным МПС наибольшее число деформаций земляного полотна связано с разрушительным действием воды после ливней или бурного снеготаяния. Непосредственные причины размывов подразделяются так: переливы воды через путь - 40%, разрушения укрепительных сооружений - 30%, недостаточность отверстий искусственных сооружений - 24%, недостаточность сечения водоотводных канав - 6%.

Переливы воды через путь приводят к размывам не только балластного слоя, но и тела земляного полотна (рис. 1.26).

При разрушении укрепительных сооружений или одежд также происходят размывы земляного полотна (рис. 1.27). Вот почему правильному выбору и сооружению одежд и укреплений, отличному надзору за ними, их содержанию должно уделяться самое пристальное внимание.

Оползни. Смещения больших масс земли на косогорах называют оползнями. Если на таких косогорах размещено земляное полотно, то оно тоже сползает, что создает угрозу безопасности движения поездов и вызывает нередко громадные затраты на ликвидацию последствий оползней.

Оползни могут происходить в однородном грунте по криволинейным поверхностям из-за сильного насыщения его водой и по границам напластований земли. Во втором случае главной причиной являются подземные воды, вымывающие частицы грунта как раз на границе напластований. Возможны также оползни, перерезывающие пласты. При этих оползнях также часто имеются подземные воды и, кроме того, грунты сильно насыщаются водами с поверхности земли.

Чтобы остановить оползень, необходимы комплексные меры. К их числу можно отнести:

а) регулирование стока поверхностных вод - устройством системы канав с быстротоками или перепадами, а также гасителями энергии, поверхностной планировкой земли с ликвидацией бессточных площадок, покрытием склонов гидроизоляцией (в виде дерновки, глинобетона, асфальта), применением гидрофобных покрытий (т. е. не смачивающихся водой);

б) регулирование стока подземных вод - устройством дренажей, галерей, штолен, водопоглощающих колодцев, применением биологических дренажей, роль которых играют деревья и кустарники (например, эвкалипты на юге);

в) устройство сооружений, которые удерживают оползневой массив от смещения: подпорные стены, контрбанкеты, контрфорсы, массивные шпоны, берменные присыпки, прошивающие сваи (железобетонные или набивные);

г) террасирование косогоров, т. е. обработка косогора ступенями с широкими террасами. Пример оползневого косогора у моря с указанием некоторых сооружений для стабилизации оползня дан на рис. 1.28.

Рядом с оползнем закладывают охранные зоны. В этих зонах запрещены взрывные работы, полив угодий, распашка грунта, вырубка деревьев, срезка дерна, выпас скота, строительство каких-либо сооружений без согласования с противооползневой инспекцией.

На сети железных дорог бывшего СССР наиболее крупные оползни происходили на Кавказе (у морского побережья между Туапсе и Адлером) и в Молдавии. Много лет вызывали тревогу волжские оползни у Ульяновского, Батракского, Увекского, Вольского и Князевского косогоров. Сейчас они закреплены. Известны также оползни на Восточно-Сибирской дороге у берегов Байкала.

Наряду с оползнями общего характера бывают оползни, имеющие местный характер, когда сползает только откос насыпи или выемки. Малые оползни подразделяют на сплавы и оплывины. Оплывинами называют сползания почвенно-растительного грунта, а сплывами - смещение еще и подстилающих грунтов.

Главное внимание в содержании противооползневых сооружений должно быть уделено очистке водоотводных канав (весной после таяния снега, летом после ливней, осенью перед периодом дождей), ликвидации ям, углублений, сплывов и других неровностей, где застаивается вода. Необходимо сохранять травяной покров и кустарники, не допускать выпаса скота и распашки грунта, систематически ремонтировать все укрепительные и водоотводные устройства.

Овраги растут очень быстро (иногда по 40 - 50 м в год). Возникнув вблизи земляного полотна, они представляют прямую угрозу для него. Развитию оврагов способствуют пропашки борозд вдоль склона, снятие травяного покрова, кустарников и деревьев, выпас скота, легко размываемые грунты (лёссы, супеси), частые ливни. Нередко овраги образуются из-за размыва неукрепленных кюветов и канав.

Таким образом, для борьбы с оврагами нужно не допускать или устранять названные причины их возникновения. Кроме того, необходимо оградить овраг надежным опоясывающим его водоотводом. Вода при этом часто сбрасывается в вершине оврага на его дно (перепадами или консольно-леечными сбросами) и оттуда по канаве отводится к выходу из оврага.

При неглубоких и пологих оврагах иногда их засыпают или ставят запруды, с помощью которых достигается постепенный занос (заиливание) оврага. Широко практикуется посадка кустарников и деревьев, закрепляющих овраги (особенно их борта) от размывов.

Обвалы возникают в горах. Нередко железная дорога проходит в ущельях гор вдоль реки или у подошвы отвесных (даже нависающих) скал. Часто путь представляет собой глубокую скальную выемку с крутыми откосами.

В этих условиях вследствие геологического выветривания, сейсмических процессов, ливней нередко отрываются большие камни или глыбы скал, падающие на путь (рис. 1.29). Обвалы этих камней и глыб обладают огромной разрушительной силой и угрожают безопасности движения.

В таких местах организуются противообвальные бригады скалолазов, ведущих надзор за откосами и удаление опасных камней. На участках дорог, где возникает опасность обвалов, создаются специальные посты, имеющие необходимый инструмент и телефонную связь с поездным диспетчером, дежурным ближайшей станции и дорожным мастером. Кроме того, в необходимых случаях устраивается сигнализация для поездов.

Осыпи так же, как и обвалы, возникают, как правило, в горных условиях. Они представляют собой мелкие продукты разрушения горных пород, которые осыпаются по крутым склонам и отлагаются на пути. Нередко материал осыпей - смесь щебня и мелкозема.

Защита пути от осыпей состоит в периодической уборке скоплений материала осыпей и сохранении растительного покрова. Возможно покрытие склонов бетоном, устройство полок-террас. Так же, как и при защите от обвалов, рекомендуется устройство улавливающих сооружений (рвов, валов, стен) и галерей.

Расползание насыпи, т. е. ее оседание и изменение формы откосов,- явление редкое. Оно возможно, если насыпь возведена из переувлажненных глин или отсыпана зимой с большим количеством мерзлых комьев грунта, льда и снега. Такую насыпь необходимо осушить дренажными прорезями, а затем досыпать до нужного профиля. Возможна также отсыпка контрбанкетов для обеспечения устойчивости откосов.

Провалы возникают при обрушении кровли над горными выработками в шахтах, над карстовыми пещерами (рис. 1.31), при прорыве сплавины на болотах. Меры предупреждения провалов: над горными выработками - заделка пустот иными материалами и оставление целиков² нужной толщины; на карстах - улучшение поверхностного водоотвода и устройство дренажных завес.

Разрушения и загромождения пути вызываются стихийными явлениями (землетрясениями, селевыми потоками, снежными лавинами, наледями, песчаными заносами) и воздействием поездной нагрузки на дефектное земляное полотно (с балластными гнездами, грязевыми мешками, свищами на откосах).

Землетрясения характеризуются балльностью. На территории бывшего СССР наиболее опасны землетрясения в 7, 8 и 9 баллов. При высоте насыпи более 2 м и при балльности 8 и 9 делают более пологие откосы, а именно 1:1,75 вместо 1:1,5 и 1:2 вместо 1:1,75. При этих же баллах сейсмичности наибольшую высоту насыпей принимают соответственно 15 и 12 м. Лотки для поверхностных водоотводов делают из отдельных секций, телескопически связанных друг с другом. Если нужно возвести насыпи на косогорах (крутизной от 1:2 до 1:1), то вместо них устраивают эстакады.

Селевые потоки - это грязевые, грязекаменные и водокаменные потоки в горах, обладающие большой разрушительной силой. Условия их образования: наличие продуктов разрушения горных пород, крутые склоны с уклоном более 0,07 и внезапные ливни или бурное снеготаяние. Чтобы обезопасить земляное полотно от разрушения селевыми потоками, рекомендуют профилактические меры: недопущение вырубки леса на склонах гор, выпаса скота, разрушения дернового покрова и распашки грунта. Кроме того, строят фундаментальные сооружения. К ним относят барражи (запруды из мощных железобетонных стен), селеотводящие стены³, селеспуски (через железную дорогу), решетчатые уловители. Применяют также террасирование склонов с посадкой защитных насаждений.

Снежные лавины делят на три типа: осовы (снежные оползни), лотковые и прыгающие лавины. Лавины возникают при отложении снега на крутых косогорах (15' и более), при притоке талых вод, ветрах, землетрясениях. Они обладают огромной разрушительной силой. Для предотвращения неожиданного схода лавин необходимо содержать в исправности специально устраиваемые противолавинные сооружения, вести наблюдения за лавиноопасными склонами, искусственно вызывать обрушение лавин.

К противолавинным сооружениям относят надолбы, стены, валы, лавинорезервы, направляющие дамбы, навесы, галереи, полутоннели, тоннели.

Наледи образуются в районах с суровым климатом при замерзании либо поверхностных, либо подземных вод (при выходе их на поверхность). Нередко промерзает водоносный слой грунта. Это приводит к сужению сечения подземных вод и, следовательно, к возникновению их напора, прорыву вод на поверхность и последующему замерзанию в виде наледей.

Наледи возникают на речных перекатах, в канавах и лотках, на выходах из дренажей, на откосах выемок, в тоннелях, перед трубами и в других местах. Наледи быстро растут, угрожают целостности земляного полотна и загромождают путь. Необходимо следить за наледями и своевременно скалывать их. В тоннелях делают печи. Достигается успех при устройстве промораживающих рвов и заградительных валов (со стороны подтока грунтовых вод). Нередко приходится заменять трубы на мосты или увеличивать отверстия мостов для пропуска наледей. Широко применяются дренажи с утепленными выходами на поверхность земли.

Песчаные заносы и разрушения насыпей из песка возникают, как правило, в районах с жарким климатом и сухими песками при действии сильных ветров.

---------------------
¹ Прочность грунта основной площадки можно повысить механической обработкой верхнего слоя грунта с применением вяжущих материалов (цемента, извести и др.)
² Целики - нетронутые залежи полезных ископаемых.
³ Иногда их называют селеотбойниками, противоселевыми опоясками.

Деформации земляного полотна связаны с грунтово-гидрологическими условиями, воздействием климатических факторов, сложившегося водно-теплового режима земляного полотна и дорожной конструкции в целом, условиями эксплуатации дороги, а в ряди случаев — и с технологией строительства и своевременностью проведения мероприятий по содержанию автомобильной дороги. В конечном счёте они определяют условия увлажнения грунтов земляного полотна. Наиболее часто используемые для сооружения земляного полотна связные грунты с увеличением влажности из твёрдого или полутвердого состояния переходят в пластичное, пластично-текучее и текучее. Эти переходы сопровождаются уменьшением прочностных и деформативных характеристик во много раз, что приводит к потере прочности и устойчивости земляного полотна и образованию различных видов деформаций (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Основные виды деформаций насыпей:

а — деформации грунта в активной зоне (рабочем слое); б — просадка насыпи на слабом основании; в, г — расползание (растекание) насыпи; д — деформации откосов; е — сползание (смешение) насыпи по наклонённому основанию

Деформации в активной зоне (рабочем слое) и на обочинах (рис. 6.1, а) возникают при доуплотнении грунта, локальной потере им прочности при переувлажнении, особенно в случае возведения насыпи при строительстве из неоднородных грунтов или в результате пучинообразования (явление комплексного воздействия на пучиноопасный грунт влаги и отрицательной температуры). Деформации, связанные с дополнительным уплотнением грунта в зоне проезжей части, возникают под воздействием транспортных нагрузок, веса вышележащих слоев грунта и дорожной одежды в процессе эксплуатации дороги в виде отдельных просадок покрытия различной площади с плавными очертаниями краев или осадки по всему поперечнику на определенном протяжении дороги. Их образование, как правило, не сопровождается появлением отдельных трещин или сетки трещин в дорожной одежде, хотя могут быть и исключения при локальных осадках значительной величины.

Потеря грунтом прочности на отдельных участках дороги или локально в отдельных местах возникает при переувлажнении грунта активной зоны поверхностными (грунтовыми) водами. В результате под действием транспортных нагрузок на покрытии образуются просадки с сеткой трещин, проломы дорожной одежды с разрушением материала покрытия.

Пучинами называют деформации увеличения объёма грунта в активной зоне земляного полотна, проявляющиеся зимой во взбугривании и потере ровности покрытия, а в период оттаивания при проезде автомобилей — в проломах одежды, вызванных снижением прочности переувлажнённых грунтов. Классификация условий образования пучин приведена в табл. 6.1.

Внешними признаками пучинистых мест в зимний период являются неравномерное поднятие участков покрытия, взбугривание отдельных мест покрытия или образование группы взбугриваний, развитых по площади проезжей части с различной степенью интенсивности. Значительная часть из них, как правило, приводит к образованию в дорожной одежде сетки трещин, концентрирующейся у вершины бугров пучения и разрушению покрытия на отдельные куски различной площади и формы. Иногда пучины в большей степени развиваются на обочинах, и их поднятие может оказаться большим, чем в зоне проезжей части.

№ п/п	Наименование пучин (по генетическому характеру увлажнения грунтов)	Связь с грунтовыми и поверхностными водами	Характеристика процессов увлажнения
Гидрогеологические	Связаны преимущественно с высоким стоянием грунтовых вод. Накопление влаги происходит за счёт капиллярного поднятия грунтовых вод преимущественно в осенний и частично в зимний периоды	Резкое поднятие горизонта грунтовых вод в начале осенне-зимнего периода и высокое стояние его весной. Резкое возрастание влажности верхнего слоя грунтов насыпи в начале зимы с последующим затуханием процесса к концу зимы
Температурные	Связаны с перемещением грунтовых вод к зоне промерзания под действием значительных температурных градиентов и длительными сроками их действия	Циклическое изменение влажности верхней части грунтов земляного полотна. Интенсивное накопление ледяных прослоек у границы промерзания
Поверхностные	Связаны с длительным стоянием поверхностных вод, обильным выпадением атмосферных осадков и их проникновением через трещины покрытия в грунт земляного полотна в осенне-зимний период, плохой организацией работ по снегоочистке дорог	Переувлажнение обочин и откосов в начале осенне-зимнего периода. Перемещение влаги от обочин и откосов в конце зимы к более холодной проезжей части в результате перемещения снега с проезжей части на обочины
Смешанные	То же, по пп. 1—3	То же, по пп. 1—3

В весенний период после схода снега на пучинистых участках могут появляться влажные пятна, наблюдается иногда выход вместе с водой мелких частиц дренирующего слоя или грунта земляного полотна, а также волнообразные колебания дорожной конструкции при наезде транспортных средств. Эти участки имеют, как правило, значительно пониженную прочность и интенсивно разрушаются [77].

Деформации неукреплённых или укреплённых несвязными материалами обочин выражаются в образовании колей, ям, часто приводящих к разрушению кромок покрытия проезжей части дороги, переувлажнению грунтов рабочего слоя земляного полотна, разрушению прибровочной части обочин. На укреплённых связными материалами обочинах (асфальтобетон, битумогрунт и др.) возникают дефекты, характерные для деформаций покрытий дорожных одежд проезжей части.

Наиболее частой причиной деформаций земляного полотна на слабом основании (рис. 6.1, б) является потеря его устойчивости. Наиболее типичными случаями потери устойчивости является выпор — смещение отдельных блоков массива основания по определенной поверхности скольжения без разрушения структуры грунта внутри этих блоков (рис. 6.2, а). Выпору способствуют недостаточная прочность дернового слоя болота, устройство канав и других выработок у подошвы насыпи. Выдавливание грунта основания насыпи (рис. 6.2, б) связано с пластическим его течением, которое сопровождается разрушением структурной связности перемещаемого грунта. Пластическое выдавливание более свойственно болотным грунтам с малой водопроницаемостью и низким углом внутреннего трения. Выдавливанию способствует слоистое строение залежи, наличие мягких пластических прослоек, а также более высокая горизонтальная проницаемость. Пластические деформации характерны для болот II типа. В результате выдавливания поверхность насыпи резко деформируется, приобретая вогнутый корытный профиль, иногда с образованием продольных трещин и провалов средней части (Евгеньев И.Е. Строительство автомобильных дорог через болота. М.: Транспорт, 1968).

Рис. 6.2. Основные формы потери устойчивости насыпи на слабом основании

Оползневой сдвиг (рис. 6.2, в) — это поперечное или продольное смещение всего объема насыпи и части основания по поверхности скольжения, определенный геологическими разностями в строении основания. Причиной оползневого сдвига насыпи почти всегда является недостаточный учет уклона кровли — плотных пластов, подстилающих болотную залежь. Сдвигу способствует малая проницаемость нижних пластов, так как в таком случае и, соответственно, сопротивление сдвигу в контактной зоне оказывается близким к нулю.

Расползание насыпи (рис. 6.1, в; 6.1, г) происходит в результате использования при строительстве без специальных мероприятий переувлажнённых грунтов, несоблюдения требований по уплотнению грунтов, а также недоучёте их повышенного капиллярного увлажнения. Деформации откосов насыпей (рис. 6.1, д), а также выемок могут быть связаны с потерей их общей и местной устойчивости.

Нарушение общей устойчивости откосов характеризуется смещением значительных масс грунта, частичным или полным разрушением земляного сооружения (насыпи, откосной части выемки) в результате изменения напряжённого состояния в грунтовом массиве, т.е. достижения сдвигающими напряжениями предельных значений. Основные формы нарушения общей устойчивости откосов и условия их возникновения приведены в табл. 6.2 [96]. На рис. 6.3 в качестве примера приведены схемы возможных форм потери общей устойчивости в виде обрушения со срезом.

Нарушения местной устойчивости откосов характеризуются смещением отдельных участков поверхности откосов [55]. Это — деформации локального характера, хотя иногда они могут охватывать и достаточно большие площади. Основные их формы приведены в табл. 6.3.

Формы нарушения общей устойчивости откосов	Характер деформации	Условия возникновения
Обрушение со срезом и вращением	Перемещение значительной части откоса в результате среза по критической поверхности, обычно близкой по форме к круглоцилиндрической с некоторым поворотом вокруг горизонтальной оси. Часто захватывает обочину. Может быть с выдавливанием основания у подошвы насыпи	При глинистых грунтах с достаточно однородным строением при переувлажнении, неустойчивом основании, высоких нагрузках
Скол при просадке	Вертикальное перемещение (опускание) с боковым движением части откоса	Наличие в толще откоса (основании) низкопрочных грунтов, способных выдавливаться под воздействием вышележащих слоев: песков-плывунов, гидро-нестойких пород (каменная соль, гипс и т. д.), резко просадочных пород и т. п.
Скольжение	Сдвиг части откоса по наклонным плоскостям напластований, древних смещений и т. п.	Наличие ясно выраженной поверхности скольжения со значительным углом падения
Оползень-сдвиг	Почти горизонтальное перемещение части откосов	Наличие слоистого строения толщи с увлажненными мягкими пластичными глинистыми прослойками, залегающими горизонтально или с малым падением

Рис. 6.3. Формы потери общей устойчивости откосов в виде обрушения со срезом:

а — по круглоцилиндрической поверхности скольжения; б — по деформированной круглоцилиндрической поверхности скольжения; в — по границе слоёв при подтоплении

Формы нарушения местной устойчивости откосов	Причины	Условия образования
Деформации локального скольжения и пластического течения. Выражаются в оползании и сплывах поверхности откосов различной площади, оплывинах на отдельных участках	Физико-химическое выветривание и избыточное увлажнение	Откосы, сложенные глинистыми грунтами, не устойчивыми к физико-химическому выветриванию
Эрозионные деформации. Выражаются в образовании промоин на поверхности грунта, канав и отдельных ям. Могут достигать больших размеров, захватывая обочины и проезжую часть дороги	Дождевые осадки и поверхностные воды	Неукрепленные откосы, сложенные малосвязными и водонеустойчивыми грунтами
Механическая суффозия и вынос грунта. Заключается в выносе грунта из-под обочин и проезжей части просачивающейся водой, проникающей в земляное полотно через покрытия и обочины, вынос грунта грунтовыми водами из откосов выемок	Грунтовые воды	Откосы, сложенные супесчаными и песчаными грунтами, в случае выхода водоносных горизонтов

При этом сплывами называют, по сути, локальные оползни. Они выражаются глубокими деформациями откосов, охватывающими значительные массивы на глубину до 2—3 м и более. Такие сплывы откосов характерны для высоких насыпей и глубоких выемок.

Оплывинами называют поверхностные сплывы с захватом грунта мощностью до 1 м с сохранением общей устойчивости откосов.

Эрозионные деформации выражаются в плоскостном смыве материала (грунта) откоса стекающими водами. Они возникают в местах сосредоточенного поступления поверхностных вод. Подтопляемые откосы имеют, как правило, укрепления. Их деформация (разрушение) определяется конструкцией укрепления и интенсивностью воздействия (помимо общих) агрессивных факторов, специфичных для подтопляемых откосов. К их числу прежде всего относятся: высота, частота и длительность подтопления, волновые нагрузки, скорость течения воды вдоль насыпи, ледоход, припай льда и др. Вместе с этим вне зависимости от вида укрепления могут иметь место размывы оснований (подошвы откосов) насыпей течением водного потока при критических значениях его скорости и объёма перемещаемой воды.

Деформации водоотводных сооружений приводят к снижению их стоковой способности (застой воды, переполнение канав, лотков водой при ливневых осадках и снеготаянии). Значительное влияние на эффективность отвода воды оказывает также зарастание канав растительностью, характерной для влажных мест (осока, камыш и т. д.), кустарником.

Деформации неукреплённых или укреплённых травосеянием водоотводных сооружений выражаются в нарушении их поперечного и продольного профиля (сплывы откосов, размыв канав, изломы продольного профиля, пучинообразное изменение профиля и т. д.).

Для укреплённых асфальтобетоном водоотводных сооружений характерны деформации в виде образования в слоях укрепления трещин, отдельных выбоин или системы трещин и выбоин, в том числе со смещением слоёв укрепления, изменение профиля в результате образования пучин или просадочных явлений.

Для слоёв укрепления в виде монолитного цементобетона характерны деформации в виде отдельных трещин или системы трещин, сплошного или на отдельных участках шелушения бетона, отдельные сколы и обломы, разрушения швов и материала их заполнения, изменения профиля в результате образования пучин. Для укрепления сборными цементобетонными элементами — дополнительно перекос плит при их просадке или пучении [84].

Возникающие в процессе эксплуатации неисправности дренажей могут быть разделены на три вида:

механические повреждения трубопроводов, смотровых колодцев, выпусков;

нарушение конструктивной целостности дренажа;

Виды неисправностей дренажей и причины их образования приведены в табл. 6.4 (Лагойский А.И. Горизонтальные траншейные дренажи на железных дорогах. М.: Транспорт, 1974).

К механическим повреждениям относятся разрушения дренажных труб, выпусков из дренажей, смотровых устройств и т. д. Механические повреждения возникают, как правило, на небольших по протяжению участках.

Виды неисправности	Ошибки при проектировании и строительстве	Неудовлетворительное содержание дренажей	Природные причины
Механические повреждения	Недостаточная удаленность дренажа от места приложения внешних силовых воздействий Применение поврежденных элементов Низкое качество материалов	Небрежное производство земляных работ поблизости от дренажей Проведение взрывных работ поблизости от дренажей	Агрессивность воды Стихийные бедствия Размораживание элементов дренажей
Нарушение конструктивной целостности дренажа	Деформации дна дренажной траншеи, недостаточная удалённость от места приложения внешних силовых воздействий, несоблюдение проектных решений, нарушения технологии строительных работ	Несвоевременное устранение повреждений дренажа и вызывающих их причин	Внезапные подвижки земляного полотна или грунтового массива в его основании
Закупорка трубопровода	Сложность практического осуществления конструкции Применение смотровых колодцев неудачной конструкции	Несвоевременная очистка смотровых колодцев и выходов дренажа на поверхность Несвоевременный ремонт дренажей	Химико-бактериоло-гические отложения Проникновение в трубопровод корней растений или попадание животных

При нарушении конструктивной целостности дренажа происходит взаимное смещение его элементов без механических разрушений. К наиболее нежелательным последствиям приводит взаимное смещение дренажных труб, нарушающее непрерывность дренажного трубопровода.

При закупорке дренажного трубопровода целостность дренажа не нарушается. Этот вид неисправностей встречается наиболее часто и служит причиной прекращения работы дренажа. Закупорка дренажа в зависимости от вызывающих ее причин может наблюдаться на всем его протяжении или на небольших участках.

Неисправности дренажей могут быть связаны с рядом природных явлений, к числу которых относятся:

заполнение дренажного трубопровода химико-бактериологическими отложениями;

закупорка трубопровода мелкими животными, проникающими в него на зимнюю спячку при низком расположении выходов из дренажей;

агрессивность воды, протекающей по трубопроводу;

периодическое замораживание и оттаивание;

стихийные бедствия (размывы, подмывы, оползни и т. п.).

Заполнение дренажной траншеи крупным щебнем или камнем без применения геосинтетических материалов может вызвать заиливание дренажного трубопровода. К аналогичным результатам приводит и назначение неоправданно больших размеров водоприемных отверстий в дренажном трубопроводе из керамических труб, а также произвольное назначение размеров пор в трубофильтрах.

Дренажные трубы из керамики и бетона на цементном вяжущем подвержены размораживанию, если они расположены на выходе дренажного трубопровода на поверхность земли. Размораживанию не подвержены трубы из дерева и металла. Агрессивные воды разрушают дренажные трубы, изготовленные на цементном вяжущем. Относительно быстро бетон разрушается водами, имеющими рН

Напряженно-деформированное состояние дорожной одежды и земляного полотна при статическом и динамическом воздействии автомобилей. Виды деформаций и разрушений дорожных одежд и земляного полотна. Механизм усталостного разрушения. Трещины и выбоины на дорожных покрытиях. Условия образования колей и их влияние на движение автомобилей

Альбом типовых конструкций дорожной одежды с применением георешеток ЗАО Техполимер

формат doc
размер 208.89 КБ
добавлен 16 июня 2010 г.

1. Настоящие конструкции дорожной одежд разработаны применительно к объемной георешетке. 2. Конструкции, включенные в проектную документацию, при правильном их применении и эксплуатации не нарушают прилегающей экологической системы и, предотвращая эрозионные процессы, способствуют обеспечению устойчивости земляного полотна и охране окружающей среды. 3. При разработке типовой документации учтены как многолетний зарубежный, так и отечественный опы.

Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог (Часть 1)

формат djvu
размер 5.69 МБ
добавлен 28 августа 2011 г.

М.: Транспорт, 1987. - 368 с. Учебник посвящен изысканиям и проектированию автомобильных дорог. В первой части изложены основные требования, предъявляемые к элементам дороги в плане и профиле, методы обеспечения устойчивости земляного полотна, назначения толщины дорожной одежды и проложения трассы дороги на местности, расчеты малых водопропускных сооружений. Во второй части описаны гидрологические, гидравлические и русловые расчеты при проектиров.

Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог (Часть 2)

формат djvu
размер 5.96 МБ
добавлен 28 августа 2011 г.

М.: Транспорт, 1987. - 415 с. Учебник посвящен изысканиям и проектированию автомобильных дорог. В первой части изложены основные требования, предъявляемые к элементам дороги в плане и профиле, методы обеспечения устойчивости земляного полотна, назначения толщины дорожной одежды и проложения трассы дороги на местности, расчеты малых водопропускных сооружений. Во второй части описаны гидрологические, гидравлические и русловые расчеты при проектиров.

Каганович Е.В. Рекомендации по конструкциям и способам возведения земляного полотна на мокрых солончаках

формат doc
размер 198 КБ
добавлен 26 февраля 2011 г.

Красильщиков И.М., Елизаров Л.В. Проектирование автомобильных дорог

формат pdf
размер 14.14 МБ
добавлен 03 марта 2011 г.

Учебное пособие для техникумов. Издательство Транспорт, Москва, 1986 г. — 215 с. Рассматривается проектирование трассы в плане и продольном профиле, земляного полотна, системы водоотвода, дорожной одежды, оборудования и благоустройства дороги; излагаются методы определения отверстий водопропускных сооружений на малых водотоках, объемов работ по строительству автомобильной дороги, экономические обоснования выбора варианта дорожной одежды. Особое в.

Курсовой проект - Строительство автомобильной дороги

формат rtf
размер 242.03 КБ
добавлен 09 марта 2011 г.

ЧГА, г. Сочи. - 2011 г - 96 с. Содержание Введение Основные проектные решения и условия строительства Физико-географическая характеристика района строительства Общие данные о строительных материалах Разработка конструкции дорожной одежды Выбор типа покрытия и конструкции дорожной одежды Определение приведенных затрат Расчет дорожной одежды Основные вопросы организации строительства Определение сроков строительства участка автодороги Общие вопро.

Курсовой проект-Реконструкция автомобильных дорог

формат jpg, doc, docx
размер 13.45 МБ
добавлен 25 апреля 2011 г.

В курсовом проекте осуществлено проектирование реконструкции автомобильной дороги из III категории в Iб в Егорьевском районе Алтайского края со смещения оси существующей дороги вправо, с учетом уширения земляного полотна и дорожной одежды. В курсовом проекте: - запроектирован продольный профиль автомобильной дороги; - запроектированы поперечные профили (через 50м) автомобильной дороги; - выполнен расчет усиления и уширения проезжей части автомоби.

Методические рекомендации по осушению земляного полотна и оснований дорожных одежд в районах избыточного увлажнения и сезонного промерзания грунтов

формат pdf
размер 1.75 МБ
добавлен 10 февраля 2011 г.

Приведены современные конструкции и мероприятия, предназначенные для ограничения притока воды в активную зону земляного полотна и слои дорожной одежды. Рекомендованы мероприятия, обеспечивающие своевременное удаление избытка воды из основания. Изложены требования к материалам, применяемым для устройства дренирующих и морозозащитных слоев. Подробно освещены методы технико-экономического обоснования проектных решений. М., Союздорнии, 1974

Хархута Н.Я., Васильев Ю.М. Прочность, устойчивость и уплотнение грунтов земляного полотна автомобильных дорог

формат djvu
размер 8.86 МБ
добавлен 23 апреля 2010 г.

"Транспорт", 1975. -288 с., рис 115, табл. 55, список лит 79 назв. В книге анализируется работа грунтов земляного полотна автомобильных дорог. Рассмотрены деформации, связанные с увлажнением и промерзанием грунтов при одновременных воздействиях переменных и постоянных нагрузок. Показаны способы повышения прочности и устойчивости грунтов в различных дорожно-климатических зонах. Обоснованы требования к плотности грунтов земляного полотна, дан мето.

Шестаков В.Н. Земляное полотно автомобильных дорог: дефекты, повреждения и разрушения, их причины, методы профилактики и восстановления

формат doc
размер 2.76 МБ
добавлен 09 января 2010 г.

Для предупреждения возникновения рекомендуется верх ЗП отсыпать из однородных грунтов, применять укатку верхней части земляного полотна, не допускать езды по вновь уложенному пути без балласта или при недостаточной толщине балластного слоя, улучшать отвод воды от земляного полотна, не допуская запущенности обочин.

Образуются из-за неравномерной передачи давления от шпал на земляное полотно при недостаточной толщине балластного слоя и несущей способности грунта

Балластные корыта и неглубокие ложа можно ликвидировать срезкой всего верха полотна ниже дна корыт и лож на 20–25 см и засыпкой его крупно- и среднезернистым песком или шлаком. Этот способ радикальный, но дорогой и сопряжен с перерывами движения поездов.

3.Балластные мешки, карманы.

Значительное местное углубление ложа называется балластным мешком

Широкое распространение получило более дешевое осушение корыт и неглубоких лож срезкой части земляного полотна с последующей засыпкой песком

4. Балластные гнезда.

При неодинаковой плотности грунта основной площадки или из-за отсыпки земляного полотна различными грунтами балласт в менее плотных местах вдавливается, образуя так называемые балластные гнезда

Гнезда иногда осушают поперечными прорезями, заполняемыми песком или отводят воду из глубоких мешков и гнезд горизонтальной дренажной трубой, которую заводят сбоку специальной машиной горизонтального бурения.

Появляются в начале зимы при замерзании воды в загрязненном балласте и в углублениях основной площадки земляного полотна. Грунтовые пучины образуются при замерзании в пучащих грунтах воды, не только имевшейся к началу зимы в зоне промерзания, но и воды, поступающей из ниже лежащих талых слоев грунта в течение всего периода промерзания

осушение грунта с понижением уровня грунтовых вод ниже горизонта промерзания;
теплоизоляция грунта – устройство теплоизоляционной подушки из асбестового балласта;
укладка пенопластовых плит на основную площадку земляного полотна;
подъемка пути на песчаный балласт или шлак;
замена пучинистого грунта крупнозернистым и средней крупности чистым песком.

При вывале происходит обрушение одиночных скальных обломков (объемом преимущественно не более 1м 3 ) из устойчивых в целом скальных откосов с падением их к подошве откоса, на верхнее строение или с перелетом через путь

Для предупреждения и борьбы с этими явлениями создаются специальные проекты.

Происходит падение с опрокидыванием грунтовых масс. Обвалы отдельных камней и глыб, а также снега, каменные и снежные лавины, осыпи продуктов разрушения в горных районах могут загромоздить путь.

Для предупреждения и борьбы с этими явлениями создаются специальные проекты.

Отслоение откосной части насыпи с захватом основной площадки чаще всего до концов шпал или до оси пути и смещение ее к подошве откоса, иногда с захватом основания насыпи.

Для предотвращения сдвигов откосы насыпей и выемок делают более пологими, укрепляют неустойчивые откосы древесной, кустарниковой, травяной растительностью, осушают грунт насыпей, отсыпают контрфорсы и контрбанкеты.

Перемещения грунта по грунту без падения или опрокидывания смещающихся масс.

Мероприятия по стабилизации оползневых участков проектируют на основе инженерно-геологических обследований индивидуально для каждого косогора.

Происходят или вследствие уплотнения грунта основания под нагрузкой от массы насыпи и проходящих поездов, или из-за выпирания грунта из-под основания насыпи

В первом случае просадки пути исправляют подъемкой на балласт в течение всего периода уплотнения. Во втором случае отсыпают пригрузочные бермы, препятствующие выпиранию грунта.

Перемещения грунта по грунту без падения или опрокидывания смещающихся масс.

Случаются вследствие разрыва торфяной корки на болотах, а также из-за разрыва кровли над горными выработками.

При восстановлении разрушенной насыпи принимаются меры для ее стабилизации или трасса переносится в обход провала.
Чтобы избежать провалов земляного полотна, пустоты от шахтных выработок или карстовые воронки закладывают породой или дренирующим грунтом.

Возникает, главным образом, из-за грубых нарушений технических условий на сооружение земляного полотна, например, насыпь сооружена из мокрых грунтов или зимой из грунтов с комьями мерзлой глины.

До восстановления нормального профиля расползшийся грунт осушают обычно поперечными дренажными прорезями.

5 Заключение: Я научился понимать причины появления деформаций, повреждений и разрушений земляного полотна и мер по их предупреждению и ликвидации.

Практическое занятие № 7

Тема: Определение типа рельса по маркировке, размерам и внешнему виду

Цель: Приобрести навыки в определении маркировки размеров, типов рельсов и шпал.

Оборудование: Учебный полигон (или действующий участок пути).

Читайте также: