ВЕСТНИК СИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Вопросы, связанные с эксплуатацией искусственных сооружений (ИССО) в северной строительно-климатической зоне, которая охватывает 40 % территории Российской Федерации и 80 % территории Дальнего Востока России, являются важными во всех аспектах. При этом речь идет не только о существующих искусственных сооружениях транспортной инфраструктуры, но и о строящихся, а также об объектах, строительство которых планируется. К примеру, на территории, находящейся в ведении Дальневосточной железной дороги, на 1 км пути приходится один объект, относящийся к малым ИССО; данные объекты расположены в криолитозоне, что накладывает дополнительные требования по контролю за техническим состоянием и проведению дополнительных мероприятий, направленных на предотвращение перехода конструкций объекта в аварийное состояние. Существующие на сегодняшний день способы мониторинга технического состояния позволяют контролировать и с высокой степенью достоверности прогнозировать возможные условия, причины и последствия возникновения инцидентов, тем не менее, с учетом роста возможности цифрового моделирования, визуализации и прогнозирования, целесообразно использовать все имеющиеся возможности для формирования информационных моделей объектов ИССО для наиболее эффективного сохранения их работоспособного состояния.

В статье рассматривается пример численного моделирования основания и фундамента ИССО, приведено решение численной задачи по распределению тепловых полей, выполнено решение численной задачи с прогнозом изменения во временной перспективе. Целью настоящего исследования являлась оценка возможных негативных событий на различных этапах жизненного цикла ИССО и построение цифровой модели для прогноза безопасной эксплуатации.

В результате получена цифровая модель фундаментов, которая может быть использована для решения различных задач, приведено обоснование целесообразности построения информационных моделей сооружений транспортной инфраструктуры.

В практике строительства часто встречаются неоднородные основания. Один из вариантов такого основания - со слабым подстилающим слоем - представляет особый интерес, ему посвящено немало теоретических и экспериментальных работ. Однако до сих пор в проектировании нашла применение только методика определения расчетного сопротивления основания со слабым подстилающим слоем, тогда как нормативная методика оценки его несущей способности отсутствует. В определенной степени это обусловлено отсутствием строгого статического решения теории предельного равновесия грунтов для этого случая. Применение же приближенных расчетных схем требует экспериментального обоснования процесса формирования области выпора в двухслойном основании при его разрушении.

В данной статье приводятся результаты опытов по исследованию очертания и размеров области выпора грунта в основании со слабым подстилающим слоем при различной глубине его расположения. Опыты проводились в малом грунтовом лотке для условий плоской деформации.

Результаты испытаний показывают, что, во-первых, при определенной глубине заложения слабого подстилающего слоя несущая способность такого основания равна несущей способности однородного основания песка. Во-вторых, при дальнейшем уменьшении глубины заложения подстилающего слоя несущая способность начинает уменьшаться, а линия разрушения основания - заходить в подстилающий слой.

В статье также приведены результаты полевых испытаний других ученых, изучавших двухслойное основание со слабым подстилающим слоем. В этих испытаниях подготовленный стенд подвергался монотонному нагружению жесткой круглой опоры (штампа), измерялись нагрузка на штамп и деформации основания. Результаты данных полевых исследований подтверждают результаты наших лабораторных испытаний.