ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСОВ НАСЫПИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА С ПРИМЕНЕНИЕМ ОБЪЕМНЫХ ГЕОРЕШЕТОК

Кувандик Сагинович Лесов; Шерзод Амиркулович Таджибаев; Мухамедали Казбек Угли Кенжалиев

Central Asian Research Journal For Interdisciplinary Studies (CARJIS)

www.carjis.org DOI: 10.24412/2181-2454-2022-10-229-236

ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСОВ НАСЫПИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА С ПРИМЕНЕНИЕМ ОБЪЕМНЫХ ГЕОРЕШЕТОК

Кувандик Сагинович Лесов

кандидат технических наук, доцент, Ташкентский государственный транспортный университет,

Шерзод Амиркулович Таджибаев

базовый докторант, Ташкентский государственный транспортный университет,

Мухамедали Казбек угли Кенжалиев

базовый докторант, Ташкентский государственный транспортный университет,

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассмотрены выбор и оценка методов обеспечение устойчивости укрепления откосов полотна. Приведена расчетная схема сил, действующие на каждой ячейке георешетки при укреплении откосов насыпи объемными георешетками. Проведен анализ изменения коэффициента устойчивости откосов при укреплении объемными георешетками с учетом удерживающих сил действующие на каждой ячейке георешетки.

Ключевые слова: удерживающие силы, устойчивость, коэффициент устойчивости, земляное полотна, откос, укрепление, анкер, объемная георешетка.

INCREASING THE STABILITY OF THE SLOPES OF THE EMBANKMENT OF THE ROADBED WITH THE USE OF VOLUMETRIC GEOGRIDS

ABSTRACT

This article discusses the selection and evaluation of methods to ensure the stability of strengthening the slopes of the canvas. The calculated scheme of forces acting on each cell of the geogrid when strengthening the slopes of the embankment with volumetric geogrid is given. The analysis of changes in the slope stability coefficient during reinforcement with volumetric geogrids, taking into account the

Central Asian Research Journal For Interdisciplinary Studies (CARJIS)

www.carjis.org DOI: 10.24412/2181-2454-2022-10-229-236

holding forces acting on each cell of the geogrids, is carried out.

Keywords: holding forces, stability, stability coefficient, roadbed, slope, reinforcement, anchor, volumetric geogrid.

ВВЕДЕНИЕ

Опыт проектирования и строительства дорожных земляных сооружений показал наличие значительных по величине и интенсивности деформаций земляного полотна, которые вызваны недостаточным учётом особенностей строительного периода в сложных инженерно-геологических условиях [1-4].

Низкая прочность и устойчивость конструкции насыпей из мелких и пылеватых песков связана с физико-механическими свойствами грунта. Процесс снижения прочности земляного полотна из мелких песков и нарушения устойчивости откосов, отсыпанных мелкими песками, при воздействиях от подвижного состава недостаточно изучен [5].

В общей структуре методов повышения эксплуатационной надежности и долговечности дорог всех категорий первостепенное значение должно отводиться методам обеспечения устойчивости откосов земляного полотна. Вместе с тем выбор типа, оценка и обеспечение устойчивости укрепления откосов полотна является актуальным и требует комплексного подхода. Георешетки предназначены для объемного армирования грунта или материала заполнителя с целью образования композитного слоя «грунт (материал) плюс георешетка», обладающего улучшенными по отношению к заполнителю эксплуатационными свойствами [6-8].

Удерживающие силы при укреплении откосов насыпи объемными георешетками

При укреплении откосов насыпи объемными георешетками повышения устойчивости обеспечивается за счет увеличения удерживающей силы Туд. В каждой i-й ячейке георешеток возникают силы, которые приведены на рис. 1. При этом в каждой i-й ячейке георешетки по третьему закону Ньютона результирующее сдвигающие Тсдв и удерживающие силы Туд равняются нулью, потому что ячейки георешетки, заполненные грунтом укреплены анкерами. Эти анкеры не позволяют сдвигаться вниз георешеток [9]. При этом возникают силы сцепления частиц грунтов в каждой i-й ячейке георешетки F сц _ г е 0 _ р j (1) и сила трения FTp _ге0р j (2).

Central Asian Research Journal For Interdisciplinary Studies (CARJIS)

www.carjis.org

DOI: 10.24412/2181-2454-2022-10-229-236

F ■ = У? Г / ■

1 сц.гео.р.1 ¿-¡i=l v-ti'ti У

(1) (2)

Рисунок 1. Расчетная схема сил, действующие на каждой ьй ячейке

георешетки

При расчете сил, действующих на каждой ьй ячейке георешетки возникают удерживающие силы от георешетки Тгео.р, согласно расчетной схеме (рис. 3.14) и имеет следующий вид формулы:

Тгео.р 1 С п ¿и + N г| + Рг| (3)

где Сг1 - удельное сцепление грунта ячейки георешетки , кПа; ^ - коэффициент трения грунта ячейки георешетки; /г1 - величина основания ьго ячейки георешетки м; N - нормальная составляющая веса ьго ячейки георешетки , кН; PГi -касательные силы каждой ьй ячейке георешетки, кН.

Устойчивость откосов насыпи при укреплении объемными георешетками Для расчета коэффициента устойчивости откосов насыпи земляного полотна используем классическую формулу, разработанной проф. Г.М.Шахунянц [10].

К =

УМуд У?( с i 1 i + f¡N i+T ¡уд)

(4)

£м сд £т i сд 7

где ci(ci , св , свiоCн) - удельное сцепление соответственно сухого и влажного грунта насыпи, влажного грунта основания, кПа;

£(£, fiв, Г iоCн) - коэффициент трения соответственно сухого и влажного грунта насыпи, влажного грунта основания;

Щь lвi0сн) - величина основания 1-го отсека м, соответственно сухого и

Central Asian Research Journal For Interdisciplinary Studies (CARJIS)

www.carjis.org DOI: 10.24412/2181-2454-2022-10-229-236

влажного грунта насыпи, влажного основания;

Ni - нормальная составляющая веса i-го отсека, кН; Ni = Qicospi;

Т^уд - удерживающая составляющая веса i-го отсека кН; Т^уд = Qisinpi;

Т^сд - сдвигающая составляющая веса i-го отсека кН; Т^сд= Qisinpi.

При расчете коэффициента устойчивости откосов с укреплением объемными георешетками необходимо в формулу (4) внести изменения и добавить предлагаемые удерживающие силы Тгео.р , которые учитывают силы, действующие на каждой i-й ячейке георешетки.

После этого формула (4) получит следующий вид:

_ £?( с j ¿j + fjNj+T¡уД) + Т гео.р к "-- (5)

£ Т j СД

Коэффициент устойчивости откосов насыпи, возведенного из песчаных грунтов, укрепленный объемными георешетками, рассчитывали по вновь полученной формуле (5) с учетом удерживающих сил Тгео.р

Значения удерживающих сил Туд при расчете коэффициента устойчивости откосов земляного полотна возведенного из песчаных грунтов приведена в табл.1

Таблица 1 Значения удерживающих сил при укреплении объемными георешетками откосов земляного полотна возведенного из песчаных грунтов

Удерживающ ие силы При высоте насыпи,м

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Т 433, 477,6 510, 546, 611, 664, 711, 819, 886, 974,

Т 94,0 101,0 108, 114, 121, 127, 134, 1461, 1488, 111,

График изменения значений удерживающих сил Тгео.р в зависимости от высоты насыпи при укладке объемных георешеток на откосы земляного полотна возведенного из песчаных грунтов приведен на рис. 2.

Central Asian Research Journal For Interdisciplinary Studies (CARJIS)

www.carjis.org DOI: 10.24412/2181-2454-2022-10-229-236

180 160 140 120 100 80 60 40 20

Я

X

и u H

£

10 12 14 16 18 20 22 24

Высота насыпи, м

0

4

6

8

Рисунок 2 График изменения значений удерживающих сил Тгео.р Удерживающие силы Тгео.р возникаемые при укладке объемных георешеток, влияет на значение коэффициента устойчивости откосов земляного полотна возведенного из песчаных грунтов. При расчете коэффициента устойчивости откосов земляного полотна с добавлением удерживающих сил Тгеор суммарная удерживающая сила повышается на 16-22 %

Результаты расчетов коэффициента устойчивости. откосов земляного полотна возведенного из песчаных грунтов без укрепления и при укреплении объемными георешетками с учетом удерживающих сил Тгео.р приведены в табл. 2.

Результаты расчетов коэффициента устойчивости откосов земляного полотна возведенного из песчаных грунтов без укрепления и при укреплении

объемными георешетками

Таблица 2

Коэффициент устойчивости Значение коэффициента устойчивости. откосов при высоте насыпи, м

4 6 8 10 12 14 16 18

Куст, без укрепления 1,332 1,207 1,158 1,134 1,116 1,103 1,092 1,083

Куст, с укреплением 1,422 1,311 1,269 1,252 1,238 1,227 1,219 1,211

Графики изменения значений коэффициента устойчивости откосов земляного полотна, возведенного из песчаных грунтов без укрепления и при укреплении геосинтетическими материалами с учетом удерживающих сил Тгео.р приведены на рис. 3.

Central Asian Research Journal For Interdisciplinary Studies (CARJIS)

www.carjis.org DOI: 10.24412/2181-2454-2022-10-229-236

в о CJ 1,45

а

н о 1,4

S

<J о 1,35

в S и

В" « о S3 С 1,3

<J CJ ез 1,25

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Н S

S о 1,2

S

Я

S ■е 1,15

■е

о о 1,1

и

1,05

10 12 14 16 18

Высота насыпи,м

1

4

6

8

Рисунок 3. Графики изменения значений коэффициента устойчивости откосов земляного полотна, возведенного из песчаных грунтов: - без укрепления; - при укреплении геосинтетическими материалами с учетом удерживающих сил Тгео.р.

На графике (рис. 3) видно, что значения коэффициента устойчивости откосов насыпи, возведенного из песчаных грунтов, за счет удерживающих сил Тгеор повышается и обеспечивают требуемое значение.

ВЫВОДЫ

1. В общей структуре методов повышения эксплуатационной надежности и долговечности дорог всех категорий первостепенное значение должно отводиться методам обеспечения устойчивости откосов земляного полотна. Вместе с тем выбор типа, оценка и обеспечение устойчивости укрепления откосов полотна является актуальным и требует комплексного подхода.

2. При укреплении откосов насыпи объемными георешетками повышения устойчивости обеспечивается за счет увеличения удерживающей силы Туд. В каждой i-й ячейке георешеток возникают силы сцепления частиц грунтов в каждой i-й ячейке георешетки FC4i гео р j и сила трения FTp _гео _р _¡ , которые способствуют повышению удерживающих сил за счет Тгео.р.

3. При расчете коэффициента устойчивости откосов с укреплением объемными георешетками внесены изменения с добавлением предлагаемых

Central Asian Research Journal For Interdisciplinary Studies (CARJIS)

www.carjis.org DOI: 10.24412/2181-2454-2022-10-229-236

удерживающих сил Тгео.р , которые учитывают силы, действующие на каждой i-й ячейке георешетки.

4. Обеспечены устойчивости откосов насыпи земляного полотна из песчаных грунтов за счет увеличения удерживающей силы Туд на 16-22% при применении объемных георешеток.

REFERENCES

1. Грицык В. И. Расчеты земляного полотна железных дорог. Учеб. пособие для вузов ж.-д. транспорта. М.: УМКМПС, 1998.-520 с.

2. Автоматизированное проектирование организации строительства железных дорог 1 С.П. Першин, М.И. Иванов, А.Ф. Акуратов и др. М.: Транспорт, 1991. 261 с.

3. Закиров Р.С. Железные дороги в песчаных пустынях,- М.: Транспорт, 1980.221 с

4. Лесов К.С., Мавланов А.Х., Абдураимов У.К., Кенжалиев М.К. Разработка конструктивных решений для обеспечения устойчивости земляного полотна из песчаного грунта. // Материалы республиканской научно-технической конференции с участием зарубежных ученых «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте. Ташкент.: ТашИИТ, 2020г. Выпуск 15 С. 78-81.

5. Лесов К.С., Кенжалиев М.К.,Мавланов А.Х., Таджибаев Ш.А. Stability of the embankment of fine sand reinforced with geosintetic materials. E3S Web of Conferences 264, 02011 (2021) C0NMECHYDR0-2021. Tashkent, Uzbekistan. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202126402011(SC0PUS).

6. Лесов К.С., Таджибаев Ш., Кенжалиев М.К. Технология укрепление откосов земляного полотна железных дорог из песчаных грунтов с применением геосинтетических материалов Проблемы архитектуры и строительства (научно-технический журнал). №4, 2019, Самарканд, СамГАСИ, С. 15-18.

7. Лесов К.С., Кенжалиев М.К., Таджибаев Ш.А. Определение устойчивости насыпи земляного полотна железных дорог возведенного из мелких песков. Международная научно-техническая конференция «Глобальное партнерство -как условие и гарантия устойчивого развития» II том. Ташкент, 21-23 ноября 2019. С. 248-252.

8. Лесов К.С., Мавланов А.Х., Таджибаев Ш.А., Кенжалиев М.К. Технология укрепления откосов земляного полотна железных дорог из песчаных грунтов

Central Asian Research Journal For Interdisciplinary Studies (CARJIS)

www.carjis.org DOI: 10.24412/2181-2454-2022-10-229-236

георешетками. //Архитектура. курилиш. дизайн (научно-технический журнал). Ташкент, ТАСИ 2020 г., № 3-4, С.235-241

9. Лесов К.С., Таджибаев Ш.А. Исследование устойчивости откосов земляного полотна железных дорог при укреплении геосинтетическими материалами UNIVERSAM: техническое науки (международный научный журнал) Москва, 2022г. выпуск: 8 (101), часть 1 С. 57-61

10. Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь: учебник для вузов ж.-д. трансп. -3-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1987. - 479 с.

ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСОВ НАСЫПИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА С ПРИМЕНЕНИЕМ ОБЪЕМНЫХ ГЕОРЕШЕТОК Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

INCREASING THE STABILITY OF THE SLOPES OF THE EMBANKMENT OF THE ROADBED WITH THE USE OF VOLUMETRIC GEOGRIDS

Текст научной работы на тему «ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСОВ НАСЫПИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА С ПРИМЕНЕНИЕМ ОБЪЕМНЫХ ГЕОРЕШЕТОК»