ВЕСТНИК СИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

В статье выполнен анализ физико-механических характеристик грунтов земляного полотна в зонах расположения железобетонных водопропускных труб на основании изысканий, проведенных на одной из важнейших для Сибирского региона автомобильных дорог. Определены физико-механические характеристики грунтов земляного полотна в зонах расположения железобетонных водопропускных труб и объединены в инженерно-геологические элементы, приведены графики зависимости коэффициента уплотнения грунта от глубины проходки шурфа и динамического сопротивления грунтов, сопоставлены значения физико-механических характеристик грунтов и состояние дорожного покрытия в зонах расположения железобетонных водопропускных труб.

Установлено, что в зонах расположения железобетонных водопропускных труб при приближении к трубе увеличивается количество дефектов и деформаций дорожного покрытия. Физико-механические характеристики грунтов земляного полотна, расположенного вблизи железобетонной водопропускной трубы и на расстоянии 30 м от оси трубы, различаются. При удалении от оси железобетонной водопропускной трубы физико-механические характеристики грунтов улучшаются. Проведенные визуальные, натурные, лабораторные исследования и динамическое зондирование подтверждают этот вывод. Так, в пазухах водопропускных труб установлено динамическое сопротивление грунта земляного полотна 3 МПа, а на расстоянии 30 м от оси железобетонной водопропускной трубы - 4 МПа.

Рассматриваемое направление исследований является актуальным, так как своевременная, точная и быстрая оценка физико-механических характеристик грунтов земляного полотна автомобильных дорог необходима для снижения дорожно-транспортных происшествий, рационального содержания и ремонта.

В качестве способа минимизации морозного пучения земляного полотна в неблагоприятных грунтово-гидрологических условиях и при глубоком сезонном промерзании возможно применение силикатизации. При этом остается открытым ряд вопросов, связанных со свойствами силикатизированного грунта, характеризующими его водонепроницаемость в процессе эксплуатации сооружения и возможность создания закрытой схемы промерзания. В связи с этим целью исследования является определение зависимостей коэффициентов влагопроводности силикатизированного грунта от плотности вяжущего и числа пластичности исходного грунта с оценкой влияния на данный параметр процесса промерзания.

Методологическую основу работы составляют постановка и проведение лабораторного эксперимента с применением элементов математического анализа для обработки полученных данных. В рамках исследования проведен лабораторный эксперимент по определению коэффициентов влагопроводности силикатизированных глинистых грунтов. Также разработан и проведен эксперимент по оценке влияния процесса промерзания на коэффициенты влагопроводности силикатизированного грунта. В качестве основных лабораторных установок при реализации экспериментов использовались прибор для определения коэффициента влагопроводности грунтов ПКВГ-Ф и автоматизированный прибор ГТ 1.1.12.

По результатам проведенного исследования установлена зависимость коэффициента влагопроводности силикатизированного глинистого грунта от плотности водного раствора силиката натрия. При плотности водного раствора (концентрации) силиката натрия более 1,15 г/см3 получаемый в результате силикатизации материал и капиллярный барьер из него можно считать водонепроницаемым. Проведенные дополнительные лабораторные исследования показали, что процесс промерзания оказывает на силикатный грунт минимальное воздействие, не вызывающее кардинальных изменений влагопроводных свойств.