Научная статья на тему 'О моделирование геофильтрационных задач при проектировании автомобильных дорог'

О моделирование геофильтрационных задач при проектировании автомобильных дорог Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
276
63
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ФИЛЬТРАЦИЯ / АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ / ЗАЩИТА ОТ ПОДТОПЛЕНИЯ / ВОЗДЕЙСТВИЕ ВОДЫ / ТЕОРИЯ ФИЛЬТРАЦИИ / НЕЛИНЕЙНЫЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПОСТАНОВКИ / АВТОМОДЕЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ / ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ / МЕТОД ЭЛЕКТРОННЫХ ТАБЛИЦ / КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Сологаев Валерий Иванович

Предложен подход к моделированию геофильтрационных задач при проектировании автомобильных дорог в условиях фильтрации воды в проницаемых слоях малой мощности в нелинейной гидравлической постановке с использованием особых приёмов математического анализа и современных компьютерных технологий

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Сологаев Валерий Иванович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «О моделирование геофильтрационных задач при проектировании автомобильных дорог»

УДК 69.034.96

О МОДЕЛИРОВАНИИ ГЕОФИЛЬТРАЦИОННЫХ ЗАДАЧ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

В. И. Сологаев

Аннотация. Предложен подход к моделированию геофильтрационных задач при проектировании автомобильных дорог в условиях фильтрации воды в проницаемых слоях малой мощности в нелинейной гидравлической постановке с использованием особых приёмов математического анализа и современных компьютерных технологий.

Ключевые слова: фильтрация, автомобильные дороги, защита от подтопления, воздействие воды, теория фильтрации, нелинейные гидравлические постановки, автомодельные движения, численное моделирование, метод электронных таблиц, компьютерные технологии.

Введение

Фильтрация воды в теле автомобильных дорог приводит к подтоплению и неблагоприятным последствиям. Теряется несущая способность и устойчивость грунтов оснований, а также конструктивных слоёв. Возникает суф-фозионное размывание, оползни и оплывания массивов. Ослабляется сейсмостойкость дороги. Увеличивается морозное пучение. Усиливается коррозионная активность среды по отношению к стали и бетону. Усилия проектировщиков автомобильных дорог в нашей стране обычно направлены на создание гидроизоляции тела дороги. Реже применяется дренаж как средство водопонижения с последующим водоотведением. Роль песчаных и щебёночных слоёв, подстилающих асфальтовые покрытия, чаще относят к прерыванию капиллярной влаги вместо дренажа, не обеспечивая сток воды из-под дороги. Данная работа носит обобщающий характер и направлена на более широкое внедрение современных методов теории фильтрации в практику проектирования автомобильных дорог с целью защиты от подтопления и его последствий.

Основные положения

Фильтрация воды в теле дороги происходит, в основном, по хорошо проницаемым слоям, толщина которых не превышает нескольких десятков сантиметров. Это обычно щебень и песок. Фильтрационные потоки могут быть напорные, тот есть без свободной поверхности. Однако чаще наблюдаются безнапорные потоки, имеющие свободную поверхность. Песчаные и щебеночные слои укладывают на местный грунт, проницаемость которого во много раз меньше. Поэтому в фильтрационных задачах этот грунт можно

принимать за относительный водоупор. При этом не исключается фильтрация воды через него. Наши исследования в области городского строительства [1] показали, что такие фильтрационные потоки малой мощности надо рассчитывать и моделировать в нелинейной гидравлической постановке, следуя терминологии теории фильтрации П.Я. Полу-бариновой-Кочиной [2]. Данный подход можно распространить и в практику проектирования защиты от подтопления автомобильных дорог.

Решение задач фильтрации воды в теле дороги целесообразно всегда рассматривать в рамках соблюдения закона Дарси. Верхним пределом его применимости является переход потока из ламинарного режима в турбулентный, что при фильтрации наблюдается редко. Нижней границы закона Дарси фактически нет, что подтверждено тщательно поставленными многолетними опытами В.М. Павилонского в глинистых грунтах, проведенными в 1964-1987 годах. В такому же выводу пришли и зарубежные исследователи-геологи: R.E. Chapman (1983), H.W. Olsen (1965-1966). По мнению перечисленных авторитетных исследователей иллюзия "начального градиента напора" в глинах возникает вследствие погрешностей измерительных приборов и длительного характера фильтрации при производстве опытов.

Наши теоретические и экспериментальные исследования, проведенные в последние годы [3-10], позволили уточнить подход к изучению фильтрационных потоков малой мощности. Экспериментально подтверждён [7] математический метод автомодельных движений с численным моделированием (АДЧМ). Он позволяет получать компактные аналити-

ческие решения нелинейных фильтрационных задач в рамках гидравлической постановки. Найденные при этом формулы обладают достаточной для практики точностью, хорошо описывая фильтрационные потоки малой мощности. Ранее метод АДЧМ был проверен сопоставлением с классическим решением П.Я. Полубариновой-Кочиной [1], выведенное для случая распространения плоскопараллельного языка подтопления от источника с постоянным уровнем воды.

Известны несколько методологических подходов к разработке защиты от подтопления подземными водами.

1. Естественно-гидрогеологический подход. Прогнозы и моделирование связаны с общей и мелиоративной гидрогеологией. В рамках этого подхода научные работы опубликовали С.Ф. Аверьянов, Ф.М. Бочевер, И.К. Гавич, Д.М. Кац, Н.Н. Лапшин, В.А. Миронен-ко, П.Я. Полубаринова- Кочина, Г.А. Разумов, В.К. Рудаков, В.Г. Румынин, В.С. Усенко, В.М. Шестаков, Ц.Н. Шкинкис, Д.Ф. Шульгин, Е.Н. Эмих и др.

2. Техногенно-гидрогеологический подход (С.К. Абрамов, В.С. Алексеев, В.Е. Анпилов,

B.И. Аравин, В.А. Барон, Н.Н. Веригин, Н.П. Куранов, А.Ж. Муфтахов, В.П. Недрига, С.Н. Нумеров, Г.И. Покровский, А.В. Романов, В.С. Саркисян, Г.Б. Шабер, А.П. Шевчик, Б.С. Шер-жуков и др.).

3. Градостроительный подход (Б.М. Дегтярев, П.В. Радищев и др.).

4. Вероятностно-статистический подход (М.В. Болгов, Е.С. Дзекцер, В.Ф. Писаренко,

C.П. Поздняков и др.).

Предлагаемый нами конструктивнотехнологический подход к защите от подтопления автомобильных дорог дополняет перечисленные известные подходы. Конструктивно-технологический подход к защите от подтопления состоит в определении путем прогнозов и моделирования влияния автомобильных дорог на подтопление и дренирование территорий с целью защиты от подтопления. При этом на основе теории фильтрации, осуществляя аналитические прогнозы, а затем компьютерное моделирование с учетом усложняющих факторов (малой мощности потоков грунтовых вод, техногенных изменений проницаемости грунтов оснований и т.д.) определяют влияние дорог, затем выбором соответствующих конструктивных решений и технологий строительства реализуют на практике защиту от подтопления подземными водами или же минимизируют воздействие на уровень подземных вод (УПВ).

Появлению данного подхода предшествовали наши многолетние исследования путем аналитических прогнозов, физического, аналогового и численного моделирования фильтрации подземных вод на застраиваемых территориях, проведения лабораторных опытов и экспериментов, натурных обследований многочисленных подтопленных объектов строительства (действие и последействие).

Обзор публикаций показал, что в существующей методологии прогнозов подтопления и дренирования у различных авторов фактически отсутствует учет влияния конструкций и технологий строительства. С большой степенью условности к данной тематике можно отнести отдельные работы А.Ж. Муфтахова, В.К. Рудакова, В.П. Пилатовского,

B.С. Спорышева, G. Schneider, R.G. Pope и

C.S. Ho. Они посвящены изучению неоднородных в плане водоносных пластов. Существующие методики фильтрационных расчетов при малой мощности потоков грунтовых вод и в первоначально необводненных грунтах П.Я. Полубариновой- Кочиной, Г.И. Баренблатта, Н.Н. Веригина и др. охватывают не все важные случаи подтопления и дренирования. Например, до нашей работы [7] не было известно точное решение о радиальном растекании языка по водоупору в необводненных грунтах, а также другие случаи. Последние публикации по верховодкам и потокам грунтовых вод малой мощности содержат решения в рамках линеаризованной гидравлической теории фильтрации (Н.П. Куранов,

А.В. Расторгуев, П.В. Кумов, 2002) либо носят частный характер с идеализированными постановками о бесконечно удаленной границе влияния (D.A. Lockington, J.Y. Parlange, M.B. Parlange, J. Selker, 2000), то есть с весьма приближенными решениями.

Теории, применяемые для фильтрационных прогнозов и моделирования (Я. Бэр, С.П. Поздняков, П.Я. Полубаринова-Кочина, М.И. Швидлер и др.) при детерминированном или стохастическом подходах:

— гидравлическая (линеаризованная и нелинеаризованная);

— гидродинамическая (профильные и трехмерные задачи).

Детерминированный подход в описании проницаемости фильтрующих сред доминирует в производственной практике, поэтому он принят и у нас. Наиболее применимой вследствие ее простоты является гидравлическая линеаризованная теория фильтрации, но по нашим исследованиям она может приводить к погрешностям до нескольких сотен процентов

в грунтовых водах малой мощности. Поэтому для прогнозирования влияния строительства по теме исследований потребовалось критериально разграничить области применения линеаризованной и нелинеаризованной гидравлической теории фильтрации (по Бус-синеску).

Строительное освоение территорий осложняется процессами подтопления. Проектирование строительства в таких условиях должно максимально использовать методы теории фильтрации подземных вод, так как основным продуктом технологии защиты от подтопления в большинстве случаев является грунт с пониженным содержанием воды. Это достигается применением активных технологий защиты от подтопления (строительного водоотлива, водопонижения и дренажа), но, на наш взгляд, может быть достигнуто и с помощью других технологий и конструктивных решений. Прогнозирование их эффективности с точки зрения защиты от подтопления наиболее достоверно реализуется с помощью компьютерного моделирования. Однако предварительные прогнозы лучше производить аналитическим методом расчета процессов фильтрации по формулам [1, 11].

Прогноз подтопления нужно начинать с исследования объекта возможной защиты от подтопления: автомобильной дороги, прилегающих территорий. Изучают проектные решения объекта и гидрогеологическую ситуацию. На этом этапе выбирают вид прогноза подтопления. Разновидности прогнозов подтопления следующие [1, 11]:

— прогноз равномерного подъёма УПВ (метод аналогий);

— прогноз верховодки и куполов УПВ;

— прогноз подпора УПВ из котлованов, траншей и выработок;

— прогноз подпора УПВ зданиями и сооружениями.

Мы считаем целесообразным в условиях дорожного строительства перед вышеперечисленными прогнозами проводить дополнительный прогноз изменения проницаемости грунтов оснований по методике, изложенной в работе [1]. К традиционному понятию прогноз подтопления надо добавить наш конструктивно-технологический подход и стремиться к тому, чтобы выбором соответствующих конструктивных решений и технологий строительства уменьшить подтопление или минимизировать воздействие на уровень грунтовых вод (УГВ).

Применяемые в настоящее время критерии схематизации области фильтрации для

грунтовых вод со свободной поверхностью (УГВ) базируются на линеаризованной гидравлической теории фильтрации. Однако область применения нелинеаризованной гидравлической теории фильтрации (по Бус-синеску) на самом деле достаточно широка. Например, в гидрогеологических условиях г. Омска в связи с малой мощностью потоков грунтовых вод прогнозы подтопления и дренирования необходимо использовать нелине-аризованную гидравлическую теорию фильтрации.

Для грунтовых вод и верховодок с малой и нулевой начальной мощностью потоков (например, при образовании нового техногенного горизонта на территории застройки) формулы линеаризованной гидравлической теории по нашим расчетам [1] неоправданно завышают величину зоны влияния (на 100200 %). В этом случае следует применять наши формулы для зон влияния, полученные в виде решений нелинейного уравнения Бус-синеска методом АДЧМ, приведенные в [1]. По терминологии П.Я. Полубариновой-Кочиной, такие решения называют точными гидравлическими решениями.

Проницаемость грунтов естественного и искусственного происхождения, получивших дополнительную нагрузку при строительстве, более склонна к уменьшению, чем к увеличению, так как деформации грунтов, уменьшение их пористости и коэффициента фильтрации обычно не обратимы (Н.М. Герсеванов, 1937; Б.В. Бахолдин, 1975; В.Н. Жиленков, 1983; Ю.К. Зарецкий, 1988; П.Л. Иванов, 1985; П.В. Коновалов, 1990; Е.М. Куприянов, 1954;

В.Д. Ломтадзе, 1984; Н.Н. Маслов, 1982; С.Р. Месчан, 1985; К. Терцаги, 1960; В.А. Флорин, 1961; Г.И. Черный, 1979 и др.).

Уменьшение проницаемости массивов грунтов оснований застраиваемых территорий может произойти по причинам внедрения слабопроницаемых и непроницаемых строительных конструкций в грунт (сваи, шпунт, подпорные стенки, тоннели, метрополитены, коллекторы и т.д.), динамического уплотнения грунта в процессе забивки свай, консолидационного уплотнения грунта после забивки свай, уплотнения грунта под фундаментами сплошного и ленточного типа, уплотнения грунта оснований дорог в процессе строительства и эксплуатации, уплотнения грунта при строительном водоотливе, водопонижении и дренаже, при замачивании грунта и др. В монографии [1] разработана методика прогноза изменения проницаемости грунта при строительстве с учетом положений теории фильтрационной

консолидации (К. Терцаги, 1925), так как при подтоплении грунты оснований водонасыщенные.

Строящиеся здания и сооружения могут перекрыть фильтрационные потоки подземных вод своими непроницаемыми или слабопроницаемыми подземными частями и фундаментами. Такое явление называют барраж-ным эффектом, что аналогично действию плотин, подпирающих потоки воды. В результате барражного эффекта с верховой стороны потока уровень подземных вод (УПВ) повышается, а ниже по течению — понижается. Наиболее сильно подпор наблюдается вблизи подземной преграды (здания, сооружения), перекрывающей фильтрационный поток. С удалением от возмущающей преграды УПВ выходит на естественный уровень. Наши исследования показали [1], что при строительном освоении территорий возникает барраж-ный эффект потоков подземных вод (эффект подземных плотин) примерно в два раза больший, чем считалось ранее.

Методом АДЧМ получены точные гидравлические формулы для определения размеров кривых (воронок) депрессий и областей (радиусов) питания при применении строительного водоотлива, водопонижения и дренажа [1].

Классическими методами фильтрационных сопротивлений, фрагментов, конформных отображений и последовательной смены стационарных состояний решены характерные задачи по движению подземных вод при применении водоотлива из траншей и котлованов с креплением «стена в грунте», траншей и котлованов со свайным креплением, подтоплении пазух строительных выемок [1]. Например, подтопление пазух траншей и длинных котлованов грунтовыми водами как последствие строительства можно рассчитать по формуле, полученной в ходе исследований автора при защите от подтопления Омского метрополитена в 1992 г.

Конструкции и технологии надземного цикла строительных работ слабо влияют на подтопление территорий. Влияние этих разновидностей строительства изучено прогнозом изменения водного баланса систем «грунтовые воды — зона аэрации — атмосфера» (инфильтрация и испарение) при возведении зданий и сооружений.

Климат и строительство совместно влияют на процессы подтопления и дренирования. Влияющими факторами являются солнечная радиация, альбедо поверхностей, затенение участков застройки зданиями и деревьями,

температура воздуха, почвогрунтов и искусственных покрытий, их влажность, аэрация застройки, скорость ветра, инфильтрация атмосферных осадков в грунты и дополнительная техногенная инфильтрация влаги, испарение воды с поверхности почвогрунтов, искусственных покрытий и уровня подземных вод и др.

Среднесуточную испаряемость при прогнозах и моделировании влияния строительства на подтопление и дренирование территорий предложено определять по нашим эмпирическим формулам [1], построенными обработкой данных В.С. Мезенцева и И.В. Кар-нацевича (1969-1993) для двадцати городов Сибири, Алтая, Урала и Казахстана.

Величины среднесуточной испаряемости для конкретного участка строительства предлагается уточнять [1], учитывая климатическо-техногенные факторы застройки или природных ландшафтов (альбедо, затенение, продуваемость и др.). Испаряемость на разных участках антропогенных ландшафтов может уменьшаться или увеличиваться относительно величины испаряемости, измеренной на городской метеостанции.

Методика уточнения испарения и инфильтрации влаги на поверхности грунтовых вод в условиях дорожного строительства полезна для проектирования долговременных средств защиты от подтопления (дренажей), для прогнозов осушения площадок гидронамыва и т.д.

Моделирование защиты от подтопления в нашей стране началось с работы Н.Н. Павловского 1922 г., предложившего метод элек-трогидродинамических аналогий (ЭГДА). Численный метод конечных разностей (МКР) в гидрогеологии начал применять Г.Н. Каменский с 1943 г. Значительный вклад в развитие моделирования фильтрации внесли В.И. Аравин, И.К. Гавич, Н.И. Дружинин, И.Е. Жернов, Г.Н. Каменский, А.В. Лебедев, В.С. Лукьянов, Е.А. Ломакин, В.А. Мироненко, С.Н. Нумеров, И.С. Пашковский, А.В. Расторгуев, П.Ф. Филь-чаков, В.М. Шестаков и другие.

За рубежом наиболее крупные работы по моделированию фильтрации опубликовали М.П. Андерсон (M.P. Anderson), Я. Бэр (J. Bear), К.А. Бреббиа (C.A. Brebbia), Дж. Ф. Ванг (J.F. Wang), Т.В. Громадка II (T.V. Hromadka II), Р.Дж.М. Де Уист (R.J.M. De Wiest), О. Зенкевич (O. Zienkiewich), У. Карплюс (W. Karplus), Л.Ф. Коников (L.F. Konikow), С.П. Ларсон (S.P. Larson), Ч. Лей (C. Lai), Г.П. Лен-нон (G.P. Lennon), Дж.А. Лиггетт (J.A. Liggett), Л. Лукнер (L. Luckner), П.Л.Ф. Лью (P.L.F. Liu),

Т. Нарисимхан (T. Narisimhan), Г.Ф. Пиндер (G.F. Pinder), Д.В. Писмен (D.W. Peaceman), К.Р. Раштон (K.R. Rushton), И. Ремсон (I. Remson), Р.В. Соутвелл (R.V. Southwell), Р.В. Столлмен (R.W. Stallman), П.К. Трескотт (P.C. Trescott), Д.К. Тодд (D.K. Todd), Х.С. Хеле-Шоу (H.S. Hele-Shaw), Г.М. Хорнбергер (G.M. Hornberger), И.К. Чанг (Y.K. Cheung) и другие.

В нашей монографии [1] даны основы новой информационной технологии для компьютерного моделирования фильтрационных процессов подтопления и дренирования территорий под влиянием строительства. Технология называется моделирование в электронных таблицах (МЭТ). Сборка модели в электронной таблице производится примерно так же, как если бы собиралась дискретная электрическая модель. Это обеспечивает преемственность развития фильтрационного моделирования.

Моделирование в электронных таблицах (МЭТ) осуществляется в три этапа [1]:

1) визуальный монтаж модели в среде таблицы с использованием сборочных формул (формул моделирования);

2) итерационный расчётный процесс;

3) подключение дополнительных программных средств по технологии OLE Automation (ActiveX) и построение карт потенциальных полей уровней, напоров подземных вод, влажности и т.д.

Достоверность новой информационной технологии — авторского метода моделирования в электронных таблицах (МЭТ) — проверена и подтверждена тщательным многолетним тестированием (научно-

исследовательским моделированием автора) процессов подтопления и дренирования на типовых расчетных схемах областей фильтрации: в двух-мерной и одномерной постановках; при стационарных и нестационарных процессах фильтрации подземных вод; в декартовых и цилиндрических координатах; в однородных и неоднородных по проницаемости водоносных пластах и др., а также натурными обследованиями [1].

Таким образом, авторский метод моделирования в электронных таблицах (МЭТ) фильтрационных процессов эффективен и полезен для определения подтопления и дренирования территорий под влиянием строительства, позволяет получать научно обоснованные технические решения по защите от подтопления городских территорий, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны за счет предотвращенного ущерба от подтопления.

Заключение

Предложен подход к моделированию гео-фильтрационных задач при проектировании автомобильных дорог в условиях фильтрации воды в проницаемых слоях малой мощности с использованием особых приёмов математического анализа и современных компьютерных технологий.

Библиографический список

1. Сологаев В. И. Фильтрационные расчеты и компьютерное моделирование при защите от подтопления в городском строительстве. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2002. - 416 с.

2. Полубаринова-Кочина П. Я. Теория движения грунтовых вод. - М.: Изд-во Наука, 1977. - 664 с.

3. Сологаев В. И., Кравцев К. А. Определение границ зоны подтопления при изменении уровня грунтовых вод для случая плоскопараллельной фильтрации // Вестник СибАДИ. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2008. - Вып. 2 (8). - С. 29-31.

4. Сологаев В. И., Корчевская Ю. В. Методика определения фильтрационных параметров по упрощенным формулам // Вестник СибАДИ. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2008. - Вып. 3 (9). - С. 35-39.

5. Сологаев В. И., Золотарев Н. В. Об эффективности противофильтрационных завес для автомобильных дорог // Вестник СибАДИ. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2009. - Вып. 1 (11). - С. 45-48.

6. Сологаев В. И., Золотарев Н. В. О подтоплении дренирующих слоев дорожных конструкций при плоскопараллельной фильтрации воды с постоянным уровнем // Вестник СибАДИ. -Омск: Изд-во СибАДИ, 2009. - Вып. 2 (12). - С. 3639.

7. Сологаев В. И., Золотарев Н. В. О моделировании методом электронных таблиц подтопления и дренирования территорий антропогенных ландшафтов при радиальной фильтрации воды с постоянным уровнем // Вестник СибАДИ. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2009. - Вып. 3 (13). - С. 77-81.

8. Сологаев В. И., Крестьяникова И. В. Об определении фильтрационных параметров грунтов мелиорируемых территорий с применением метода электронных таблиц // Вестник СибАДИ. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2010. - Вып. 2 (16). - С. 30-34.

9. Сологаев В. И., Золотарев Н. В. О моделировании радиальной фильтрации методом электронных таблиц // Вестник СибАДИ. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2011. - Вып. 1 (19). - С. 62-66.

10. Сологаев В. И., Золотарев Н. В. Моделирование радиальной фильтрации методом электронных таблиц на мобильных телефонах // Омский научный вестник. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. - Вып. 1 (97). - С. 198-200.

11. Прогнозы подтопления и расчёт дренажных систем на застраиваемых и застроенных территориях: Справочное пособие к СНиП / А. Ж. Муфтахов, И. В. Коринченко, Н. М. Григорьева, В.

И. Сологаев, А. П. Шевчик; ВНИИ ВОДГЕО. - М.: Стройиздат, 1991. - 272 с.

ON THE MODELING GEOFILTRATION PROBLEMS IN THE DESIGN OF HIGHWAYS

V. I. Sologaev

An approach to modeling geofiltration problems in the design of roads in terms of water filtration in the permeable layers of low hydraulic

power in the nonlinear formulation using special methods of mathematical analysis and advanced computer technology.

Сологаев Валерий Иванович - доктор технических наук, профессор.Основные направления научной деятельности: защита от подтопления. Общее количество опубликованных работ: 80 (восемьдесят).

УДК 625.72:528.486

АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ТОЧНОСТИ ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ВЫСОТНОГО ПОЛОЖЕНИЯ ОСНОВАНИЙ И ПОКРЫТИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Ю. В. Столбов, С. Ю. Столбова, Д. О. Нагаев, Л. А. Пронина

Аннотация. Выполнен анализ методов расчета точности геодезического контроля высотного положения оснований и покрытий автомобильных дорог. Приведены примеры расчета допусков с применением методов равного и ничтожного влияния погрешностей на окончательное положение конструкций и метода с учетом точности технологических процессов устройства конструктивных слоев дорожных одежд. Установлено, что расчет допусков с применением метода с учетом точности технологических процессов устройства конструктивных слоев дорожных одежд позволяет назначать наиболее обоснованные нормы точности для геодезического контроля и строительных работ.

Ключевые слова: точность, геодезический контроль, высотное положение, автомобильные дороги, амплитуды вертикальных отметок.

В соответствии с требованием п. 3.1. ГОСТ 21778-81 [1] при проектировании сооружений следует предусматривать правила и средства технологического обеспечения точности геометрических параметров конструкций в процессе их строительства. Для обеспечения точности геометрических параметров конструкций необходимо назначение обоснованных допусков при выполнении строительных и геодезических работ (геодезического контроля) в процессе возведения сооружений. Поэтому очень важно правильно рассчитать необходимую точность выполнения этих работ. Излишняя точность приводит к неоправданному увеличению затрат, а недостаточная точность - к браку. Обоснованность точности строительных и геодезических работ при воз-) ведении конструкций сооружений во многом зависит от применяемых методов их расчета.

Допуски на строительные и геодезические работы должны рассчитываться исходя из требований предъявляемых к точности гео-

метрических параметров конструкций сооружений. Такие параметры задаются в нормативных документах ГОСТ, СНиП и проектной документации на строительство сооружений. Следовательно, для обоснования допусков на эти работы необходимо решать обратную задачу, имея в нормативном документе показатель точности геометрического параметра сооружения.

В настоящее время для обоснования допусков на строительные и геодезические работы при возведении плоскостных сооружений (каковыми являются автомобильные дороги) могут быть использованы методики с применением следующих методов расчета их точности:

1) с использованием принципа равного влияния отдельных источников погрешностей на окончательное положение, законченных строительством, конструктивных слоев дорожных одежд;

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.