CC BY
34
ных в одном месте; повышение стандартов наземного обслуживания; расширение спектра неавиационных услуг.
Таким образом, вышеизложенные рекомендации направлены на повышение потребительской стоимости продукции хаба и обеспечивают повышение экономической эффективности вследствие его организации для всех участвующих сторон. Согласованность аспектов деятельности аэропорта и авиакомпании является стратегической задачей и устойчивым конкурентным преимуществом, позволяющим сформировать хаб как интегрированную бизнес - систему и достичь синергетического эффекта от её организации. При этом, успешный результат организации хаба во многом обусловлен степенью координации совместных усилий авиакомпании и аэропорта, которые обеспечивают соответствующую пропускную способность, необходимую наземную инфраструктуру и качественные показатели обслуживания, как пассажиропотоков, так и грузопотоков.
Литература:
1. О государственной политике в области авиационной деятельности . Заседание Совета Безопасности. 1 апреля 2011 года / Президент РФ // www. Aviation EXplorer 01.04.2011г.;
2. Об утверждении Концепции управления федеральным иму-
ществом аэропортов (аэродромов) гражданской авиации и плана первоочередных мероприятий по реализации концепции управления федеральным имуществом аэропортов (аэродромов)гражданс-кой авиации. Приказ Министерства Транспорта РФ от 10 января 2007г. № 5;
3. Современное состояние и перспективы развития Московского авиационного узла. Доклад Министра транспорта РФ И.Е. Левитина от 28 марта 2011г.
4. Андреев А.В. Организация «хабов» как инструмент достижения синергетического эффекта во взаимодействии авиакомпании и аэропорта // Вестник МГТУ ГА. 2005. №14
5. Андреев А.В. Формирование и особенности развития единой системы Европейских хабов как новой формы консолидации авиатранспортного рынка.
6. Ярошевич Н.Ю. Конкуренция на рынке аэропортовых услуг: особенности развития и формы существования // Современная конкуренция. 2011. №2
7. Основные тенденции мирового развития авиаперевозок и прогноз авиаперевозок в МАУ до 2030 года [электронный ресурс]. http://www.aex.ru/docs/2/2010/10/25/1194/.
8. IATA Corporate Air Travel Survey, 2000 - 2010;
МЕТОДОЛОГИЯ РАСШИРЕНИЯ ЗНАНИИ О ГРУНТОВЫХ ОСНОВАНИЯХ
Долгов Д.В., к.т.н.
В статье рассмотрены вопросы междисциплинарной методологии описания базовых характеристик грунтов. Использованы методы физической и коллоидной химии, материаловедения и другие подходы. Предложенымоделигрунта.
Ключевые слова: грунт, междисциплинарная методология, физическая и коллоидная химия.
METHODOLOGY OF BROADENING OF KNOWLEDGE ABOUT SOIL
Dolgov D.,Candidate of Technics
In the article the questions of interdisciplinary methodology of describing of the basic characteristics of soils are discerned. The methods of physical and colloid chemistry of materials science and other approaches are used. The models of the soil are offered.
Keywords: soil, interdisciplinary methodology, physical and colloid chemistry.
дежности и долговечности ГО.
Новые возможности при решении проблемы надежности состоят, по нашему мнению, в расширении круга базовых научных дисциплин наряду с традиционными подходами: имеет смысл привлечь физико-химический, химический, материаловедческий и другие методы.
Вопросам механики грунтов посвящен ряд работ [3; 5].
В [5] рассматриваются сыпучие и связанные грунты. Для сыпучих грунтов (пески, крупнообломочные грунты, галечники) зависимость Q — X фотвечает прямой, проходящей через начало координат и наклонной к оси нормальных напряжений Q под углом внутреннего трения Ф (рис. 1).
Указанная зависимость-условие прочности грунта (закон Кулона) для сыпучих тел: сопротивление сыпучих грунтов сдвигу есть сопротивление трения, прямо пропорциональное нормальному давлению.
Грунтовые основания широко используется при строительстве дорог, создании оснований зданийи сооружений и в других случаях [1;2].
В основе предлагаемого подхода к описанию свойств грунтовых оснований (ГО) и грунтов лежат следующие предпосылки:
- исследуемые объекты-сложная техническая система со структурой, включающей подсистемы, взаимодействующие между собой на протяжении жизненного цикла;
- ГО представляют собой наиболее сложную и недостаточно исследованную подсистему объектов;
- применение методов математического моделирования для расчета напряженно-деформированного состояния ГО ограничено возможностями практической оценки достоверности применяемых допущений;
- на основе экспериментальных и теоретических данных не представляется возможным последовательно описать факторы на-
а)
Рис. 1. Зависимостьу - фдля сыпучих (а)и связанных (б) грунтов
б)
Для связных грунтов (пылевато-глинистые грунты) прямаяу (У — ^ не проходит через начало координат, а отсекает отрезок с на оси - "£, так как в связных грунтах, обладающих сцеплением между частицами, при отсутствии нормального давления (ф = 0) сопротивление грунта сдвигу больше нуля, что обусловливается силами сцепления (рис. 1).
Таким образом, сопротивление связного грунта сдвигу складывается из сопротивления трения, пропорционального нормальному давлению,и сил сцепления, не зависящих от давления.
Необходимо отметить, что данные [5] могут быть интерпретированы в рамках формируемого нами подхода.
Одно из базовых положений разрабатываемых нами общих подходов к описанию грунта состоит в том, что грунты могут быть описаны в рамках двухпредельных состояния грунта:
- песок, состоящий из частиц, между которыми нет взаимодействия, т. е. отсутствуют силы химической или физической природы;
- глина, где такие силы имеются.
В первом случае (песок) можно говорить о модели псевдожидкости, когда ближний порядокесть, а дальний - отсутствует. Во втором случае в модели псевдотвердого тела есть и тот, и другой порядок. Все прочие варианты грунтов могут быть охарактеризованы как комбинации описанных моделей.
В этих положениях сформулированы исходные моменты предлагаемой нами модели грунта.
В [5]идеи, изложенные в [4], получают импульс развития.
Грунт в [5]описанкак сложная термодинамическая система, которая по принятой классификации является многофазной и нео-днородной(рис. 2).
Вгрунте присутствуют вещества в трех фазовых состояниях: минеральные частицы (твердая фаза); грунтовая вода (жидкая фаза); газ и пар (газообразная фаза). Минеральные частицы могут иметь размеры от десятков миллиметров до долей микрона. Фазовый и химический состав твердой фазы исключительно разнообразен: окислы, гидроокислы, карбиды, нитриды, твердые растворы, содержащие широкий спектр элементов (кремний, алюминий, кальций, кислород, водород, углерод и другие).
Структура твердой фазы может быть поликристаллическая, аморфная, иногда монокристаллическая. В целом, грунт представляет собой исключительно разнообразную по свойствам композицию, полноценное описание которой становится трудной задачей.
Присутствие водной среды в грунте приводит к появлению дополнительных факторов нестабильности грунта как многофазовой системы. Твердые компоненты грунта могут иметь в своем составе водорастворимые составляющие, и, таким образом, между фазовыми компонентами грунта происходят сложные процессы массо-обмена химической природы. На эти процессы оказывают влияние разнообразные факторы- температура, давление, гидродинамические эффекты и др.
Минеральные частицы в грунтесоставляют пространственный-
скелет.Частицы грунтасвязаны между собой химическимисвязями, прочность которых определяет степень связности грунта.
Классическая механика грунтов основана на ряде следующих допущений[5]:
а)грунт деформируется как квазиоднородное упругое тело, если напряжения в скелете грунта не превышают его структурную прочность;
б)поровая вода является несжимаемой;
в)присутствие в порах газа и пара не оказывают существенного влияния напроцесс деформирования грунта;
г)сжимаемость минеральных частиц грунта пренебрежимо мала;
д)деформируемость грунта под нагрузкой обусловлена, в ос-новном,переупаковкой скелета после разрушения структурных связей, приводящих к изменению объема пор. На рисунке 2 представлены структура и модель грунта, а в таблице 1-физическиехарак-теристики грунта[5].
По нашему мнению, представленные модели и структура грунта сильно упрощены в сравнении с реальной картиной грунта. Некоторые общие подходы к описанию свойств грунта будут изложены ниже.
Представляется, чторазработка новых подходов при моделировании грунта может быть основана на методах физической химии
и, в частности, физико-химической механики [4] - разделе современной коллоидной химии, изучающем зависимость структурномеханических свойств дисперсных систем и материалов от физико-химических явлений на поверхностях раздела фаз (поверхностных явлений).
Грунтможет быть отнесен кприродным дисперсным системам, для которых справедливы положения физико-химической механи-ки.Такие системы и материалы состоят из связанных между собой частиц (глобул, зёрен, волокон и др.), весьма разнообразных по размерам, но существенно превышающих размеры отдельных молекул и сохраняющих все основные физико-химические, в том числе механические, свойства данного вещества.
Структурообразование в дисперсных системах связано с формированием коагуляционных структур, в которых взаимодействие-частиц ограничивается их соприкосновением через прослойку дисперсионной среды. Коагуляционные структуры определяют вязкость, пластичность, тиксотропное поведение жидких дисперсных систем, а также зависимость сопротивления сдвигу от скорости течения.
На основе изучения скорости структурообразования, типа возникающих контактов и их прочности физико-химическая механика разрабатывает способы эффективного управления структурномеханическими свойствами материалов при оптимальном сочетании состава среды и механических воздействий.
Эффект Ребиндера- адсорбционное понижение прочности твёрдых тел, облегчение деформации и разрушения твёрдых тел вследствие обратимого физико-химического воздействия среды. Харак-
а) б)
Рис.2.Структура (а)и модель (б) грунта:а)1 - минеральные частицы (твердая фаза); 2 -места контактовмежду минеральными частицами; 3 - поры, заполненные газом или паром; 4 - поры, заполненные водой и растворенным в воде газом; 5 - пузырьки, заполненные газом и паром; 6)V - объем образца грунта; Vs - объем минеральных частиц грунта в объеме V;Vn - объем пор в объеме V; Vw - объем воды в порах; G - масса образца грунта; Gs - масса частиц грунта (скелета); Gw - масса содержащейся в порах воды; Gw^ - то же в заданном состоянии грунта на границе пластичности (раскатывания); Gw,L - то же в заданном состоянии
грунта награнице текучести.
Таблица 1. Основные физические характеристики грунта
Наименование Обозначение Размерность Формула для вычисления
Плотность грунта Р кг/м3 р = G/V
Удельный вес грунта У кН/м3 у = р Xg
Плотность частиц грунта р, кг/м3 p.s = Gs/Vs
Удельный вес частиц грунта ъ кН/м3 Js = psxg
Влажность грунта W безразмерна W=(G-Gs)/Gs = Gw/Gs
Влажность на границе пластичности Wp безразмерна Wp = Gw,p/Gs
Влажность на границе текучести WL безразмерна WL = Gw,i/Gs
а) б)
Рис. З.Полная реологическая кривая структурированной дисперсной системы: а) с^фп= Д ш С^фш= ф£ ;б) в координатах
вязкость(Т|) -напряжение сдвига (- X).
терная форма проявленияэффекта - многократное падение прочности (вязкости) материала (рис. 3) и снижение его долговечности.
Термодинамический эффектобусловлен уменьшением работы образования новой поверхности при деформации в результате понижения свободной поверхностной энергии материала под влиянием окружающей среды. Молекулярная природа эффекта состоит в облегчении разрыва и перестройки межмолекулярных (межатомных, ионных) связей в твёрдом теле (материале) в присутствии адсорбционно-активных и, вместе с тем, достаточно подвижных инородных молекул (атомов, ионов)[4].
Принципы физико-химической механики и эффект Ребиндера имеют ключевое значение при построении универсальной теории грунтов и ГО.
В терминах теории сложных структур ифизической химии может быть разработана общая методология надежности ГО,описан-механизм зарождения и роста дефектов до критических размеров.
Макеевка:ДонНАСА, 2004. - 164 с.
4. Ребиндер П.А., Щукин Е.Д. Поверхностные явления в твердых телах в процессах их деформации и разрушения // Успехи физических наук. - 1972. - Т. 108. - В. 1. - С. 3.
5. Цимбельман Н.Я.Предельное сопротивление грунта сдвигу. Условие прочности грунта (закон кулона) / И^:ЬИр:// www.yimbelmann.nL/edi.Lcal.ion/. - 5 с.
Литература:
1.Алексеев С.И. Механика грунтов. Краткий конспект лекций: учебное пособие для студентов строительных специальностей. -Санкт-Петербург, 2007. - 111 с.
2. Ашпиз Е.С. Мониторинг эксплуатируемого земляного полотна: Теоретические основы и практические решения: диссертация ... доктора технических наук: 05.22.06. - М., 2002. - 396 с.: ил.
3. Петраков А.А.,Яркин В.В.,Таран Р.А.,Казачек Т.В.Учебное пособие по курсу «Механика грунтов» / Подред.ПетраковаА.А.-
