CC BY
41
УДК 625.12.033 Стоянович Геннадий Михайлович,
д. т. н., заведующий кафедрой «Железнодорожный путь, основания и фундаменты», ДВГУПС,
тел. (4212) 40-75-91 Пупатенко Виктор Викторович, к. т. н., доцент кафедры «Железнодорожный путь, основания и фундаменты», ДВГУПС,
тел. (4212) 40-74-88, (4212) 40-75-91, e-mail: pvv@festu.khv.ru
Сухобок Юрий Андреевич,
аспирант кафедры «Железнодорожный путь, основания и фундаменты», ДВГУПС,
тел. (4212) 40-75-91, e-mail: yusukhobok@festu.khv.ru
ОПЫТ КОМПЛЕКСНОГО ГЕОФИЗИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ
ИНФРАСТРУКТУРЫ
G.M. Stoyanovich, V. V. Pupatenko, Yu.A. Sukhobok
THE EXPERIENCE OF COMPLEX GEOPHYSICAL INVESTIGATION AT THE RAILWAY INFRASTRUCTURE SITES
Аннотация. Приведены результаты обобщения опыта интерпретации данных обследования нового и длительно эксплуатируемого железнодорожного земляного полотна и других объектов железнодорожной инфраструктуры, полученных сейсмотомографическим методом и методом георадарного профилирования и зондирования.
Ключевые слова: качество строительства, геофизические методы, сейсмическая томография, георадарное профилирование, георадарное зондирование, плотность грунта.
Abstract. The general results of interpretation experience derived from investigation of the newly constructed and long operated railway subgrade and other railway infrastructure sites obtained by seismic tomography and ground-penetrating radar (GPR) methods are given.
Keywords: grade of construction, geophysical methods, seismic tomography, GPR methods, common offset profiling, common midpoint survey, soil density.
Основой качественного проектирования и строительства земляного полотна и других объектов инфраструктуры является достоверная информация об инженерно-геологическом строении основания строительной площадки. Контроль качества строительства нового земляного полотна позволяет избежать значительных эксплуатационных расходов, выявляя потенциально опасные участки и отклонения от проекта уже на этапе строительства. К сожалению, сокращение затрат на инженерно-геологическое обследование и авторский надзор за строительством приводит к
ухудшению качества проектных решений, необходимости пересмотра проектных решений в процессе строительства и необоснованным затратам при эксплуатации объекта.
Снизить стоимость и улучшить качество инженерно-геологического обследования позволяет использование наряду с традиционными методами (шурфование, бурение) менее дорогих геофизических методов (сейсмических, георадиолокационных, электро-магниторазведки и др.).
В настоящее время кафедра «Железнодорожный путь, основания и фундаменты» ДВГУПС хорошо оснащена буровыми установками (ручными, мотобурами, установками на базе автомобилей «Урал»). Образцы грунтов исследуются в автоматизированном режиме аппаратным комплексом «АСИС» с протоколированием хода испытаний и выдачей основных характеристик грунтов в полном соответствии с действующими нормативными документами. Кроме того, имеются комплекты геофизического оборудования (для всего спектра сейсмического и вибродинамического обследования, электроразведки; георадары с набором антенн с несущей частотой от 25 МГц до 1,7 ГГц). Также имеется разрешительная и лицензионная документация. Это позволяет выполнять широкий спектр работ по инженерно-геологическим и геофизическим изысканиям различной сложности.
Основной проблемой геофизических методов остается качество интерпретации результатов. Проблемы и ограничения каждого из методов геофизики известны, основные из них связаны с переходом от скоростного разреза (или другого по физической характеристике) к глубинному, опре-
ш
делением координат границ слоев грунта или выделенных зон неоднородностей.
На кафедре «Железнодорожный путь, основания и фундаменты» ДВГУПС для инженерно-геологического обследования и диагностики железнодорожного земляного полотна и его основания применяется комплексный подход, включающий использование сейсмических методов, а также георадиолокации и электроразведки.
Метод малоглубинной сейсмической томографии на основе точного теоретического решения [1] или более простого инженерного метода [2] позволяет выделить зоны неоднородностей в грунтах земляного полотна и его основания по распределению скоростей продольных и поперечных волн.
Результатом сейсмотомографического обследования в двумерной модели является поперечный профиль земляного полотна, в пределах которого можно построить распределение прочностных и деформационных свойств грунтов [3], например плотности грунта (рис. 1). Объединение поперечных профилей в трехмерной модели [2] дает непрерывное распределение характеристик грунтов по всему объему земляного полотна (рис. 2).
Следует отметить, что традиционная интерпретация результатов малоглубинной томографии
часто не позволяет с достаточной точностью определить границы разнородных слоев. Разрешение сейсмических методов определяется длиной волны, возбуждаемой в среде и регистрируемой в диапазоне частот системы «источник - приемник», то есть диаметр цилиндра исследуемого объема грунта приблизительно равен половине длины волны.
В таких случаях требуется привлечение дополнительной информации. Такая информация, в частности, содержится в траекториях лучей, по которым построен скоростной разрез.
На рис. 3 представлен скоростной разрез, полученный при сейсмотомографическом обследовании нового земляного полотна, отсыпанного на многолетнемерзлых грунтах. Оценить границу мерзлых грунтов после возведения насыпи по такому разрезу достаточно сложно. Тот же поперечник, построенный с нанесением траекторий сейсмических лучей, уже позволяет определить с приемлемой для практических потребностей точностью границу многолетнемерзлых грунтов (на рис. 3 эта граница показана стрелками, зоны с низкими скоростями продольных волн более темные, сохранены расчетные траектории сейсмических лучей).
Измерение плотномером 2.1S т/мЗ
3J0 _¡-г
2J0 j -— ^.Oi УК
1J0 Jli
0J0
1р 2р Зр 4,0 ip 6,0 7fi Sfi 9fi 10ft lift 12 fi 13 JO Hp lip 16p 17 JO 18 JO 19J0
Рис. 1. Распределение плотности в поперечном сечении новой железнодорожной насыпи, построенное по результатам
всех зон плотности
Рис. 3. Скоростной разрез (скорость продольных волн от 450 до 1900 м/с) траектории сейсмических лучей в поперечном сечении новой железнодорожной насыпи и предполагаемая граница многолетнемерзлых грунтов
Таким образом, малоглубинное сейсмотомо-графическое обследование, являясь одним из прямых методов геофизики, позволяет формировать расчетные схемы земляного полотна и его основания с непрерывным распределением прочностных и деформационных характеристик грунтов. Дальнейшие расчеты методом конечных элементов в упруго-пластической постановке позволяют прогнозировать деформации земляного полотна и качественно проектировать конструкции усиления.
Следует отметить, что метод преломленных волн (МПВ), широко применяемый для литологи-ческого расчленения грунтовой толщи, имеет теоретические ограничения, связанные с наклоном слоев грунта, а также с условием обязательного увеличения скорости по глубине грунтового разреза.
Малоглубинная сейсмотомография позволяет обойти эти ограничения за счет включения в расчетный разрез лучей, проходящих по нижним границам слоев, даже если скорости распространения лучей в них ниже, чем в верхних слоях. Наклон слоев в данном случае вообще не имеет значения, если эти слои огибаются или пересекаются траекториями глубоких лучей.
На практике это означает, что железобетонная плита в основании насыпи не позволит выявить границы слоев, лежащих ниже этой плиты. Примеры обследования на подобных объектах дают возможность утверждать, что ни наклон, ни характеристики нижнего слоя не мешают регистрировать первые вступления сейсмических волн.
Георадарное обследование позволяет получать качественно иные результаты. Как правило, удается устойчиво выделять отдельные слои грунтов, границы зон обводнения, подземные коммуникации и сооружения железнодорожной инфраструктуры.
Перейти от временного разреза к глубинному сложнее, чем в сейсмических методах: требуется увязка с результатами бурения или применение дополнительных работ по определению скоростных характеристик слоев грунта.
Известны принципы интерпретации георадарного зондирования двухслойной среды [4 и др.]. Для этой модели справедливы уравнения прямолинейных и гиперболических годографов различных типов волн:
х
<а1Г (х) = -, (1)
t
шт-тв/т
х 2к 008 г1П (х) = — + - 1 10 с
V
^ (-) =
х
^(х) = у +
У2 1
х 2кх 008 ц
12
V
trefl (х) = у^4Н12 + х2
(2)
(3)
(4)
(5)
где (х) , ^тт-тв/т (х) , tdir (х) , t тв/т (х) , Iтв/1(х)
уравнения годографов соответственно прямой воздушной волны, преломленной воздушной волны, прямой грунтовой волны, преломленной (го-
с
7-го слоя, м; ; = агсап
V
У,,
Ш
ловной) волны и отраженной волны; х - расстояние между антеннами, м; с = У0 = 0,3 м/нс - скорость света; У7 - скорость распространения электромагнитных волн в 7-м слое, м/нс; к7 - мощность
Соответствующие уравнения годографов отраженных и преломленных сейсмических волн были адаптированы для случая георадиолокации:
критический угол
Н =£ К
преломления на границе 7-го и (7+1)-го слоёв.
Прослеживание этих волн на радарограмме (рис. 4) позволяет с достаточной точностью определить скорость и диэлектрическую проницаемость верхнего слоя грунта и на основе этих данных перейти к глубинному разрезу. В практике обследования объектов железнодорожной инфраструктуры такие задачи встречаются достаточно часто, например при определении величины осадки однородной насыпи на слабом или протаивающем основании.
УсР =-
1=1
Н
=1
/ у)'
геА~п
(X) =
1
У,„
4Нп 2 + х2
г.
х
гв/гпп (х) = у +
Уп ¡=1
у^ 2Л; 008 7;,
У
(6)
(7)
(8) (9)
где trфпn (х) - уравнение годографа волны, отраженной от границ (п-1)-го и «-го слоев; trefrпn (х) -
уравнение годографа преломленной (головной) волны, проходящей по п-му слою; Нп - глубина до кровли «-го слоя, м; Уср - средняя скорость
распространения электромагнитных волн в пространстве от поверхности земли до кровли «-го слоя, м/нс.
Применение многослойной модели (рис. 5) позволило выделить четыре грунтовых слоя со скоростями распространения электромагнитных волн соответственно 0,175 м/нс, 0,195 м/нс, 0,147 м/нс и 0,162 м/нс.
Рис. 4. Скоростная модель двухслойной грунтовой среды и соответствующая ей радарограмма. Схемы годографов: 1 - прямой воздушной волны, 2 - преломленной воздушной волны, 3 - прямой грунтовой волны, 4 - головной (преломленной) волны, 5 - отраженной волны
Однако приходится сталкиваться со значительно более сложными грунтовыми средами. Например, для одного из участков железнодорожной линии Находка - Хмыловский ДВостЖД выполнено георадарное зондирование отсыпанной из крупнообломочного материала бермы, в основании которой залегали песчаные грунты, илы и галечник. Для уверенного выделения нижних слоев двухслойной модели уже недостаточно.
В сейсмике известны зависимости, позволяющие определить уравнения годографов для многослойной среды с постоянными значениями скорости в каждом слое [6].
Рис. 5. Скоростная модель многослойной грунтовой среды и соответствующая ей радарограмма. Схемы годографов: 1 - прямой воздушной волны, 2 - преломленной воздушной волны, 3 - прямой грунтовой волны, 4 - головной (преломленной) волны, 5, 6, 7, 8 - отраженных волн Продольный профиль, пройденный по берме, переведен из временного разреза в глубинный,
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
выявлены координаты границ слоев грунта насыпи следований проб грунтов и др.) на объекте по каи слоев основания (рис. 6). ким-то причинам не выполнялось.
Рис. 6. Радарограмма продольного профиля длиной 100 м (глубинный разрез) с выделенными границами слоев грунтов
Решения, полученные с использованием модели многослойной среды, востребованы и на других объектах железнодорожной инфраструктуры. Например, при обследовании железнодорожного моста через р. Амур у г. Хабаровска была поставлена задача определения отметок дна реки в зоне мостового перехода и объемов отсыпки противо-размывного опояска после выполнения работ по укреплению русла.
Георадарное профилирование выполнялось в зимний период, что определило использование модели многослойной среды (лед толщиной свыше 1 м, глубина воды до 11 м и насыпной скальный грунт на дне мощностью 2-2,5 м). Для построения профиля такой глубины применялся георадар «Лоза Н» с комплектами антенн длиной 6, 3 и 1,5 м, что обеспечило минимальную частоту несущего сигнала соответственно 100, 50 и 25 МГц. Информативная глубина разреза с антеннами 6 м (частота 25 МГц) оказалась не менее 18 м. В качестве дополнительных результатов при выполнении подобных работ уверенно определяются затопленные суда, лежащие на дне.
Продольные георадарные профили по поверхности льда, намеченные и пройденные по регулярной сетке, позволили перейти к объемной модели рельефа дна в зоне мостового перехода (рис. 7) и полностью решить поставленные задачи.
Регулярные наблюдения за отметками дна в зоне мостового перехода при минимальных затратах дают возможность контролировать процессы размыва дна, вовремя назначать соответствующие противоразмывные мероприятия.
Таким образом, разработанная и примененная на реальных объектах методика интерпретации результатов георадарного зондирования и профилирования на основе многослойной модели позволяет получить глубинный разрез (даже в тех случаях, когда статическое зондирование, шурфование, бурение скважин, лабораторные ис-
Рис. 7. Трехмерная модель дна реки на фрагменте участка железнодорожного мостового перехода
Разработанные в ДВГУПС методики интерпретации данных георадарного профилирования и малоглубинной сейсмотомографии постоянно совершенствуются и дополняются. Они формируют модель земляного полотна и основания с непрерывным распределением прочностных и деформационных характеристик грунтов, выделенными зонами неоднородностей как в поперечных профилях, так и в объемной постановке.
Следует особо отметить, что можно существенно уменьшить объемы и стоимость, но невозможно и нецелесообразно полностью отказаться от традиционных геологических изысканий и заменить их результатами интерпретации данных геофизических методов. Параметры слоев грунта, определенные геофизическими методами, за редким исключением не дают возможности однозначно идентифицировать вид грунта и его состояние.
Совместный анализ информации, полученной сейсмическими методами и методом георадарного профилирования, дает возможность качественного литологического расчленения грунтовой толщи.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Пупатенко В. В. Построение скоростного распределения при сейсмотомографическом обследовании железнодорожного земляного полотна. / В. В. Пупатенко, И. В. Пупатенко, Н. И. Тенирядко // Академический вестник УРАЛ-НИИПРОЕКТ РААСН. 2011. Вып. 1. С.80-82.
ш
2. Пупатенко В. В. Распределение плотности в объемной модели железнодорожного земляного полотна / В. В. Пупатенко, Я. В. Паженцев // Вестник РГУПС. Вып. 1. 2011. С.153-159.
3. Пупатенко В. В. Комплексное обследование насыпей в Якутии / В. В. Пупатенко, Я. В. Па-женцев // Путь и путевое хозяйство. 2009. № 9 С. 25-26.
4. Bohidar R. N. The GPR refraction method / R. N. Bohidar, . F. Hermanee J // Geophysics. 2002. vol. 67, no. 5, Р.1474-1485.
5. Пузырев Н. Н. Временные поля отраженных волн и метод эффективных параметров / Новосибирск : Наука, 1979.
6. Сейсморазведка : справочник геофизика / под ред. И. И. Гурвича, В. П. Номоконова. М. : Недра, 1981. 464 с.
УДК 005.591.43 Новолодская Галина Ивановна,
д.э.н., профессор, зав. каф. «Мировая экономика и экономическая теория»,
e-mail: gnovolodskaya@mail.ru Левицкая Евгения Александровна, аспирант, кафедры «Мировая экономика и экономическая теория»,
e-mail: gnovolodskaya@mail.ru
ОСНОВНЫЕ РИСКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АУТСОРСИНГА В РАЗВИТЫХ СТРАНАХ И ПУТИ УПРАВЛЕНИЯ ИМИ
G.I. Novolodskaya, E.A. Levitskaya
THE MAIN RISKS OF OUTSOURCING SERVICES IN THE DEVELOPED COUNTRIES AND THE WAYS OF MANAGEMENT
Аннотация. Рассмотрены основные риски использования аутсорсинга в развитых странах и предложены пути для их минимизации.
Ключевые слова: аутсорсинг, управление, международные тенденции развития, риски использования аутсорсинга, мировая экономика.
Abstract. This article discusses the main risks of outsourcing services in the developed countries and the ways of their minimization.
Keywords: outsourcing, management international economic trends, outsourcing risk, world economy.
Мировая экономика в рамках современной глобализации ведет к постоянному усилению международной конкуренции между товарами/услугами, компаниями, отраслями и странами. Это, в свою очередь, обуславливает стремление основных субъектов международных экономических отношений к повышению уровня своей конкурентоспособности, включая и использование преимуществ международного разделения труда путем применения аутсорсинговых схем ведения бизнеса.
За последние два десятилетия можно выделить следующие тренды в области становления аутсорсинга:
- развитые страны передают на аутсорсинг развивающимся странам в основном второстепенные бизнес-функции [1, с. 45];
- в своей практике используют аутсорсинг порядка 80 % американских, около 60 % европейских и около 30 % российских компаний [2];
- около 85 % действующих на сегодняшний момент мировых аутсорсинговых соглашений пролонгируются [2];
- исторически наиболее распространенным видом бизнес-процессов, передаваемых на аутсорсинг, являются бизнес-процессы в сфере информационных технологий [1, с. 45].
Обозначенные выше тренды, в свою очередь, могут привести к формированию новых тенденций в сфере развития аутсорсинговых отношений:
- планируется стабильный рост аутсорсинга бизнес-процессов и познавательных процессов и знаний - примерно 30 % на период 2010-2015 гг. [2];
- на период 2010-2015 гг. планируется стабильный ежегодный прирост около 35 % аутсорсинга в сфере финансовых услуг и информационных технологий [2];
- прогнозируется, что к 2015 г. на международный аутсорсинг будет переведено около 580 тыс. рабочих мест на общую сумму более 24 млрд долл. [3].
В целом число компаний, прибегающих к услугам международного аутсорсинга, увеличивается с каждым годом. Система «заказчик - исполнитель» основана, как правило, на длительной ис-
